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JP6952507B2 - Mobiles, methods of guiding and positioning mobiles, devices, and systems - Google Patents
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Mobiles, methods of guiding and positioning mobiles, devices, and systems Download PDF

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Description

本発明は、移動体、移動体の誘導および位置決め方法、装置、及びシステムに関する。 The present invention relates to moving bodies, methods of guiding and positioning moving bodies, devices, and systems.

従来、位置決め対象物を目標位置に位置決めする方法及びシステムが知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に記載の技術では、レーザレンジファインダを使用して計測される墨出し器の位置に基づいて、墨出し器を目標位置に向けて移動させる。そして、墨出し器が移動された後に、トータルステーションを使用して計測される墨出し器の位置に基づいて、墨出し器を目標位置に位置決めする。このシステムでは、トータルステーション、レーザレンジファインダ、視準器、及び墨出し器を用いて墨出しが行われる(例えば、特許文献1の[図1]を参照)。 Conventionally, a method and a system for positioning a positioning object at a target position are known (see, for example, Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, the marking device is moved toward a target position based on the position of the marking device measured using a laser range finder. Then, after the marking device is moved, the marking device is positioned at the target position based on the position of the marking device measured using the total station. In this system, marking is performed using a total station, a laser range finder, a collimator, and a marking device (see, for example, [FIG. 1] of Patent Document 1).

また、物体の位置検出方法及び装置が知られている(例えば、特許文献2を参照)。特許文献2に記載の技術では、レーザポインタロボットの単独のレーザ光源から、対象とする物体に対して2本のレーザ光を順次照射する。そして、第1のレーザスポットの重心位置と第2のレーザスポットの重心位置を物体の物体内座標系で計測する。これにより、対象物体のエリア座標系での位置が検出される。 Further, a method and an apparatus for detecting the position of an object are known (see, for example, Patent Document 2). In the technique described in Patent Document 2, two laser beams are sequentially irradiated to a target object from a single laser light source of a laser pointer robot. Then, the position of the center of gravity of the first laser spot and the position of the center of gravity of the second laser spot are measured in the in-object coordinate system of the object. As a result, the position of the target object in the area coordinate system is detected.

特許第5516204号公報Japanese Patent No. 5516204 特許第3731123号公報Japanese Patent No. 3731123

しかし、上記特許文献1に記載の技術は、トータルステーション、レーザレンジファインダ、視準器、及び墨出し器を用いる必要があり、システムの構成が複雑となるとともに、非常に高価なシステムとなる。 However, the technique described in Patent Document 1 requires the use of a total station, a laser range finder, a collimator, and a marking device, which complicates the system configuration and makes the system extremely expensive.

また、上記特許文献1においては、レーザレンジファインダを用いて位置決め対象物の位置を計測している。しかしこの方法では位置決め対象物の姿勢を計測することができない。姿勢を測定できない場合、位置決め対象物を目標位置まで精度よく誘導することが難しくなり、位置決め対象物を目標位置に誘導させる方法としては適切でない。 Further, in Patent Document 1, the position of the positioning object is measured by using a laser range finder. However, this method cannot measure the posture of the positioning object. If the posture cannot be measured, it becomes difficult to accurately guide the positioning object to the target position, which is not suitable as a method for guiding the positioning object to the target position.

また、上記特許文献2に記載の技術では、位置検出対象物体が位置する床面に対してレーザ光を照射するため、レーザスポットが広がってしまい、位置検出対象物体の位置を精度良く検出することができない。位置検出対象物体の位置を精度良く検出するためには、高精度なレーザ機器が必要となるため、システムの構成が複雑となる。また、上記特許文献2では、2本のレーザを順次照射した後に位置を算出するため、位置算出のリアルタイム性に乏しい。また、位置検出対象物体の姿勢を算出することができないため、上記特許文献1と同様に、位置決め対象物を目標位置に誘導させる方法としては適切でない。 Further, in the technique described in Patent Document 2, since the laser beam is applied to the floor surface on which the position detection target object is located, the laser spot is widened and the position of the position detection target object is detected with high accuracy. I can't. In order to accurately detect the position of the object to be detected, a high-precision laser device is required, which complicates the system configuration. Further, in Patent Document 2, since the position is calculated after sequentially irradiating the two lasers, the real-time property of the position calculation is poor. Further, since the posture of the position detection target object cannot be calculated, it is not suitable as a method for guiding the positioning target object to the target position as in Patent Document 1.

本発明は上記事実を考慮して、簡易な構成により、移動体の位置決めを自動的に行うことを目的とする。 In consideration of the above facts, an object of the present invention is to automatically position a moving body by a simple configuration.

上記目的を達成するために、本発明の移動体の誘導および位置決め方法は、姿勢測定用レーザ及び測距用レーザを移動体の目標位置へ向けて照射する照射工程と、前記照射工程の前記姿勢測定用レーザに応じて、前記移動体の姿勢を変更させる姿勢変更工程と、前記測距用レーザを照射するレーザ機器と前記移動体との間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させて、前記移動体を前記目標位置に位置決めする移動工程と、を含んで構成されている。これにより、簡易な構成により、移動体の位置決めを自動的に行うことができる。 In order to achieve the above object, the method of guiding and positioning the moving body of the present invention includes an irradiation step of irradiating a laser for posture measurement and a laser for distance measurement toward a target position of the moving body, and the posture of the irradiation step. The movement is such that the posture changing step of changing the posture of the moving body according to the measuring laser and the distance between the laser device irradiating the distance measuring laser and the moving body are a predetermined distance. It includes a moving step of moving the body and positioning the moving body at the target position. As a result, the moving body can be automatically positioned with a simple configuration.

本発明の移動体の誘導および位置決め装置は、移動体の目標位置へ向けて照射される姿勢測定用レーザに応じて、前記移動体の姿勢を制御し、前記目標位置へ向けて照射される測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、前記測距用レーザを照射するレーザ機器と前記移動体との間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させるように制御して、前記移動体を前記目標位置に位置決めする制御部を備える。 The guiding and positioning device for a moving body of the present invention controls the posture of the moving body according to the attitude measurement laser irradiated toward the target position of the moving body, and measures the movement toward the target position. Based on the distance to the laser reflection position measured by the distance measuring laser, the moving body is set so that the distance between the laser device that irradiates the distance measuring laser and the moving body is a predetermined distance. The moving body is provided with a control unit for positioning the moving body at the target position by controlling the movement of the moving body.

本発明の前記制御部は、前記移動体に設けられた第1のスクリーンに照射された前記姿勢測定用レーザの画像を表す第1の画像と、前記移動体に設けられた第2のスクリーンに照射された前記姿勢測定用レーザの画像を表す第2の画像とに基づいて、前記第1の画像に含まれる前記姿勢測定用レーザと前記第2の画像に含まれる前記姿勢測定用レーザとが対応するように、前記移動体の姿勢を制御し、前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、前記レーザ機器と前記第2のスクリーンとの間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させるように制御することができる。これにより、目標位置に対する移動体の向きと、目標位置と移動体との間の距離とを考慮して、移動体の位置決めを自動的に行うことができる。 The control unit of the present invention has a first image showing an image of the posture measurement laser irradiated on a first screen provided on the moving body and a second screen provided on the moving body. Based on the second image representing the image of the irradiated posture measurement laser, the posture measurement laser included in the first image and the posture measurement laser included in the second image Correspondingly, the distance between the laser device and the second screen is based on the distance to the laser reflection position measured by controlling the posture of the moving body and using the distance measuring laser. The moving body can be controlled to move so as to have a predetermined distance. Thereby, the positioning of the moving body can be automatically performed in consideration of the orientation of the moving body with respect to the target position and the distance between the target position and the moving body.

本発明の前記制御部は、前記レーザ機器と前記第2のスクリーンとの間の距離が所定の距離である場合、前記移動体を停止させるように制御し、前記移動体の停止位置に応じて前記目標位置に対する表示を行うように、前記移動体の表示機構を制御することができる。これにより、移動体の停止位置が目標位置からずれている場合であっても、目標位置に対する表示を精度良く行うことができる。 The control unit of the present invention controls to stop the moving body when the distance between the laser device and the second screen is a predetermined distance, and depending on the stop position of the moving body. The display mechanism of the moving body can be controlled so as to display the target position. As a result, even when the stop position of the moving body deviates from the target position, the display with respect to the target position can be performed with high accuracy.

本発明の移動体は、姿勢測定用レーザ及び測距用レーザが照射されるように設置された第1のスクリーンと、前記姿勢測定用レーザが照射されるように設置され、かつ、前記第1のスクリーンに対して上下方向に異なる位置であって、前記第1のスクリーンの法線方向に所定間隔隔てた位置に設置された第2のスクリーンと、前記第1のスクリーンの画像を表す第1の画像を撮像する第1のカメラと、前記第2のスクリーンの画像を表す第2の画像を撮像する第2のカメラと、前記第1の画像、前記第2の画像、及び前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に応じて制御される走行機構と、前記走行機構の走行結果に応じて目標位置に対する表示を行う表示機構と、を含んで構成されている。これにより、簡易な構成により、目標位置に対する表示を自動的に行うことができる。 The moving body of the present invention has a first screen installed so as to irradiate a posture measurement laser and a distance measurement laser, and the first screen installed so as to irradiate the attitude measurement laser. A second screen is installed at a position different from the screen in the vertical direction and at a predetermined distance in the normal direction of the first screen, and a first screen representing an image of the first screen. A first camera that captures the image of the second screen, a second camera that captures the second image representing the image of the second screen, the first image, the second image, and the distance measurement. It includes a traveling mechanism that is controlled according to the distance to the laser reflection position measured by using a laser, and a display mechanism that displays a target position according to the traveling result of the traveling mechanism. As a result, it is possible to automatically display the target position with a simple configuration.

本発明の移動体の誘導および位置決めシステムは、姿勢測定用レーザ及び測距用レーザを照射するレーザ機器、本発明の移動体、及び前記姿勢測定用レーザ及び前記測距用レーザを前記移動体の目標位置へ向けて照射させるように前記レーザ機器を制御するレーザ制御部と、前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離を取得する計測部と、を更に備える、本発明の位置決め装置を含んで構成されている。 In the moving body guidance and positioning system of the present invention, a laser device for irradiating a posture measurement laser and a distance measuring laser, a moving body of the present invention, and the posture measuring laser and the distance measuring laser of the moving body are used. The present invention further includes a laser control unit that controls the laser device so as to irradiate the laser device toward a target position, and a measurement unit that acquires a distance to a laser reflection position measured by the distance measuring laser. It is configured to include a positioning device of.

本発明の前記位置決め装置の前記レーザ制御部は、目標位置情報を含む建物の3次元モデルから取得された前記目標位置情報に基づいて、前記目標位置へ向けて前記測距用レーザを照射するように前記レーザ機器を制御することができる。これにより、建物の3次元モデルに含まれる目標位置情報を用いて、移動体の位置決めを精度よく行うことができる。 The laser control unit of the positioning device of the present invention irradiates the ranging laser toward the target position based on the target position information acquired from the three-dimensional model of the building including the target position information. The laser device can be controlled. This makes it possible to accurately position the moving body by using the target position information included in the three-dimensional model of the building.

本発明によれば、簡易な構成により、移動体の位置決めを自動的に行うことができる、という効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain the effect that the moving body can be automatically positioned by a simple configuration.

第1の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the guidance and positioning system of the moving body which concerns on 1st Embodiment. 移動体の誘導および位置決めシステムの制御系の機能的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the functional configuration example of the control system of the guidance and positioning system of a moving body. 3次元レーザ測定器の構成の一例と回転式レーザ照射器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of a 3D laser measuring instrument, and an example of the structure of a rotary laser irradiator. 墨出しロボットの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the marking robot. 走行機構が備えるホイールの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wheel provided in the traveling mechanism. 水平位置調整機構の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the horizontal position adjustment mechanism. 水平位置調整機構と表示機構とを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the horizontal position adjustment mechanism and the display mechanism. 本実施形態で設定される建設現場における座標系の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the coordinate system at the construction site set in this embodiment. 移動座標系の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a moving coordinate system. 本実施形態で設定される座標について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the coordinates set in this embodiment. 本実施形態で設定される座標について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the coordinates set in this embodiment. 本実施形態の粗動フェーズを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the coarse movement phase of this embodiment. 移動座標系におけるレーザラインを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the laser line in a moving coordinate system. 墨出しロボットの構成と各スクリーンに投影されるレーザとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the structure of the marking robot and the laser projected on each screen. レーザ座標系と各ホイールとを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the laser coordinate system and each wheel. ポイントレーザと垂直レーザのレーザラインとズレ量との位置関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the positional relationship between the laser line of a point laser and a vertical laser, and the amount of deviation. 粗動フェーズにおける前半部分の処理を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the processing of the first half part in a rough motion phase. 粗動フェーズにおける粗動制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the coarse movement control processing in a coarse movement phase. 粗動フェーズにおける後半部分の処理を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the processing of the latter half part in a rough motion phase. 微動フェーズにおける微動制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the fine movement control processing in a fine movement phase. 第2の実施形態における回転式レーザ照射器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the rotary laser irradiator in the 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the guidance and positioning system of the moving body which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態の第1のスクリーンにおける第1の画像と第2のスクリーンにおける第2の画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 1st image in the 1st screen of 2nd Embodiment, and 2nd image in a 2nd screen. 第2の実施形態の第2のスクリーンにおける第2の画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 2nd image in the 2nd screen of 2nd Embodiment. 移動体の誘導および位置決めシステムの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the guidance and positioning system of a moving body. 移動体の誘導および位置決めシステムの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the guidance and positioning system of a moving body.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<第1の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムの構成> <Structure of a moving body guiding and positioning system according to the first embodiment>

第1の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムは、指定された目標点へ墨出しロボットを移動させ、目標点に対応する目標座標へマーキングを行うためのシステムである。図1は、本発明の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステム100の構成の一例を示す図である。移動体の誘導および位置決めシステム100は、図1に示されるように、制御機器10、レーザ機器12、及び墨出しロボット14を備える。墨出しロボット14は移動体の一例である。 The moving body guidance and positioning system according to the first embodiment is a system for moving the marking robot to a designated target point and marking the target coordinates corresponding to the target point. FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a moving body guiding and positioning system 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the moving body guidance and positioning system 100 includes a control device 10, a laser device 12, and a marking robot 14. The marking robot 14 is an example of a moving body.

移動体の誘導および位置決めシステム100では、制御機器10がレーザ機器12を制御する。レーザ機器12は、制御機器10の制御に応じてレーザを照射する。墨出しロボット14は、レーザ機器12から照射されるレーザに応じて、目標点へ移動する。そして、墨出しロボット14は、目標点の近傍に到達すると、目標点に対応する目標座標に対して墨出しを行う。図2は、移動体の誘導および位置決めシステム100の制御系の機能的な構成の一例を示す図である。以下、図1及び図2を参照して、具体的に説明する。 In the moving body guidance and positioning system 100, the control device 10 controls the laser device 12. The laser device 12 irradiates the laser according to the control of the control device 10. The marking robot 14 moves to the target point according to the laser emitted from the laser device 12. Then, when the marking robot 14 reaches the vicinity of the target point, the marking robot 14 performs marking with respect to the target coordinates corresponding to the target point. FIG. 2 is a diagram showing an example of a functional configuration of a control system of a moving body guiding and positioning system 100. Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIGS. 1 and 2.

(制御機器) (Control equipment)

制御機器10は、レーザ機器12と墨出しロボット14とを制御する。制御機器10は、CPU(Central Processing Unit)、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したROM(Read Only Memory)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)、記憶手段としてのメモリ、及びネットワークインタフェース等を含んで構成されている。制御機器10は、機能的には、図2に示されるように、通信部10Aと制御部10Bとを備える。 The control device 10 controls the laser device 12 and the marking robot 14. The control device 10 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores programs for realizing each processing routine, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and a storage means. It is configured to include a memory, a network interface, and the like. The control device 10 functionally includes a communication unit 10A and a control unit 10B, as shown in FIG.

制御機器10は、通信部10Aを介して墨出しロボット14のロボット制御機器14Eとの間で情報の送受信を行う。 The control device 10 transmits / receives information to / from the robot control device 14E of the marking robot 14 via the communication unit 10A.

制御機器10の制御部10Bは、レーザ機器12を制御するための制御信号を生成する。具体的には、制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aに対し、ポイントレーザの照射方向の回転に関する制御信号を出力する。また、制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aに対し、ポイントレーザによる距離測定に関する制御信号を送信する。そして、制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aによって計測された距離測定データを受信する。また、制御機器10の制御部10Bは、回転式レーザ照射器12Bに対し、垂直レーザの照射方向の回転指示に関する制御信号を送信する。 The control unit 10B of the control device 10 generates a control signal for controlling the laser device 12. Specifically, the control unit 10B outputs a control signal regarding the rotation of the point laser in the irradiation direction to the three-dimensional laser measuring device 12A. Further, the control unit 10B transmits a control signal related to the distance measurement by the point laser to the three-dimensional laser measuring device 12A. Then, the control unit 10B receives the distance measurement data measured by the three-dimensional laser measuring device 12A. Further, the control unit 10B of the control device 10 transmits a control signal regarding a rotation instruction in the irradiation direction of the vertical laser to the rotary laser irradiator 12B.

(レーザ機器) (Laser equipment)

レーザ機器12は、墨出しロボット14の目標点へ向けてレーザを照射する。なお、レーザ機器12は、制御機器10の制御に応じてレーザを照射する。レーザ機器12は、図1及び図2に示されるように、3次元レーザ測定器12Aと回転式レーザ照射器12Bとを備えている。なお、3次元レーザ測定器12Aの回転軸と回転式レーザ照射器12Bの回転軸とは一致している。3次元レーザ測定器12Aは、ポイントレーザを測距用レーザとして出力する。また、回転式レーザ照射器12Bは、垂直レーザを姿勢測定用レーザとして出力する。第1の実施形態では、測距用レーザがポイントレーザであり、姿勢測定用レーザが垂直レーザである場合を例に説明する。 The laser device 12 irradiates the laser toward the target point of the marking robot 14. The laser device 12 irradiates the laser according to the control of the control device 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the laser device 12 includes a three-dimensional laser measuring device 12A and a rotary laser irradiator 12B. The rotation axis of the three-dimensional laser measuring device 12A and the rotation axis of the rotary laser irradiator 12B coincide with each other. The three-dimensional laser measuring device 12A outputs a point laser as a distance measuring laser. Further, the rotary laser irradiator 12B outputs a vertical laser as a posture measurement laser. In the first embodiment, a case where the distance measuring laser is a point laser and the posture measuring laser is a vertical laser will be described as an example.

図3(A)に、3次元レーザ測定器12Aの構成の一例を示す。3次元レーザ測定器12Aは、制御機器10から出力された制御信号に応じて、レーザ照射部12Cからポイントレーザを照射する。ポイントレーザは、制御信号によって指定された方位に対して照射され、かつ床面と略平行に照射される。また、3次元レーザ測定器12Aは、ポイントレーザが照射された対象物までの水平距離を測定する。 FIG. 3A shows an example of the configuration of the three-dimensional laser measuring instrument 12A. The three-dimensional laser measuring device 12A irradiates the point laser from the laser irradiating unit 12C in response to the control signal output from the control device 10. The point laser is irradiated in the direction specified by the control signal and substantially parallel to the floor surface. Further, the three-dimensional laser measuring device 12A measures the horizontal distance to the object irradiated with the point laser.

図3(B)に、回転式レーザ照射器12Bの構成の一例を示す。回転式レーザ照射器12Bは、制御機器10から出力された制御信号に応じて、レーザ照射部12Dから垂直レーザを照射する。垂直レーザは、制御信号によって指定された方位に対して照射され、かつ床面と略垂直に照射される。回転式レーザ照射器12Bは、Z軸まわり(方位方向)に回転する回転台12Eと、制御機器10からの回転指示に関する制御信号に応じて回転台を回転させるモータ12Fとを備える。 FIG. 3B shows an example of the configuration of the rotary laser irradiator 12B. The rotary laser irradiator 12B irradiates the vertical laser from the laser irradiating unit 12D in response to the control signal output from the control device 10. The vertical laser is irradiated in the direction specified by the control signal and substantially perpendicular to the floor surface. The rotary laser irradiator 12B includes a rotary table 12E that rotates around the Z axis (azimuth direction), and a motor 12F that rotates the rotary table in response to a control signal related to a rotation instruction from the control device 10.

(墨出しロボット) (Inking robot)

墨出しロボット14は、レーザ機器12から照射されるレーザに応じて移動し、目標点の目標座標に対して墨出しを行う。 The marking robot 14 moves according to the laser emitted from the laser device 12, and marks the target coordinates of the target point.

墨出しロボット14は、例えば、図4に示されるような構成とすることができる。上記図2及び図4に示されるように、墨出しロボット14は、第1のスクリーン14Aと、第2のスクリーン14Bと、第1のカメラ14Cと、第2のカメラ14Dと、ロボット制御機器14Eと、走行機構14Fと、水平位置調整機構14Gと、表示機構14Hとを備える。また、墨出しロボット14の骨格は、フレーム等を含んで構成されている。なお、ロボット制御機器14Eは、移動体の誘導および位置決め装置の一例である。 The marking robot 14 can be configured as shown in FIG. 4, for example. As shown in FIGS. 2 and 4, the marking robot 14 includes a first screen 14A, a second screen 14B, a first camera 14C, a second camera 14D, and a robot control device 14E. , A traveling mechanism 14F, a horizontal position adjusting mechanism 14G, and a display mechanism 14H. Further, the skeleton of the sumi-inking robot 14 is configured to include a frame and the like. The robot control device 14E is an example of a moving body guiding and positioning device.

第1のスクリーン14Aは、垂直レーザが照射されるように設置される。第1のスクリーン14Aには、回転式レーザ照射器12Bから照射される垂直レーザの照射光が投影される。 The first screen 14A is installed so as to be irradiated with a vertical laser. The irradiation light of the vertical laser emitted from the rotary laser irradiator 12B is projected on the first screen 14A.

第2のスクリーン14Bは、垂直レーザ及びポイントレーザが照射されるように設置される。また、第2のスクリーン14Bは、図4に示されるように、第1のスクリーン14Aに対して上下方向に異なる位置であって、第1のスクリーン14Aの法線方向に所定間隔隔てた位置に設置される。第2のスクリーン14Bには、回転式レーザ照射器12Bから照射される垂直レーザの照射光と、3次元レーザ測定器12Aから照射されるポイントレーザの照射光とが投影される。 The second screen 14B is installed so that the vertical laser and the point laser are irradiated. Further, as shown in FIG. 4, the second screen 14B is located at a position different from the first screen 14A in the vertical direction and at a predetermined interval in the normal direction of the first screen 14A. Will be installed. On the second screen 14B, the irradiation light of the vertical laser emitted from the rotary laser irradiator 12B and the irradiation light of the point laser emitted from the three-dimensional laser measuring instrument 12A are projected.

第1のカメラ14Cは、第1のスクリーン14Aを撮像して、第1のスクリーンに照射された垂直レーザの画像を表す第1の画像を得る。また、第2のカメラ14Dは、第2のスクリーン14Bを撮像して、第2のスクリーンに照射された、垂直レーザ及びポイントレーザの少なくとも一方の画像を表す第2画像を得る。第1の画像及び第の2画像は、墨出しロボット14の制御に用いられる。 The first camera 14C images the first screen 14A to obtain a first image representing an image of a vertical laser illuminated on the first screen. Further, the second camera 14D images the second screen 14B to obtain a second image representing at least one image of the vertical laser and the point laser irradiated on the second screen. The first image and the second image are used for controlling the marking robot 14.

ロボット制御機器14Eは、墨出しロボット14を制御する。ロボット制御機器14Eは、CPU、各処理ルーチンを実現するためのプログラム等を記憶したROM、データを一時的に記憶するRAM、記憶手段としてのメモリ、及びネットワークインタフェース等を含んで構成されている。ロボット制御機器14Eは、図2に示されるように、ロボット制御部140とロボット通信部142とを備える。ロボット制御機器14Eは、ロボット通信部142を介して制御機器10との間で通信を行い、情報の送受信を行う。 The robot control device 14E controls the marking robot 14. The robot control device 14E includes a CPU, a ROM that stores programs and the like for realizing each processing routine, a RAM that temporarily stores data, a memory as a storage means, a network interface, and the like. As shown in FIG. 2, the robot control device 14E includes a robot control unit 140 and a robot communication unit 142. The robot control device 14E communicates with the control device 10 via the robot communication unit 142, and transmits / receives information.

ロボット制御部140は、第1のカメラ14Cによって撮像された第1の画像と第2のカメラ14Dによって撮像された第2の画像とに対して画像処理を行う。また、ロボット制御部140は、制御機器10から送信された制御信号に応じて、走行機構14Fと水平位置調整機構14Gと表示機構14Hとを制御する。 The robot control unit 140 performs image processing on the first image captured by the first camera 14C and the second image captured by the second camera 14D. Further, the robot control unit 140 controls the traveling mechanism 14F, the horizontal position adjusting mechanism 14G, and the display mechanism 14H in response to the control signal transmitted from the control device 10.

走行機構14Fは、ロボット制御機器14Eの制御に応じて、墨出しロボット14を走行させる。走行機構14Fは、第1のカメラ14Cによって撮像された第1の画像と第2のカメラ14Dによって撮像された第2の画像とに対する画像処理結果及びポイントレーザを用いて計測される第2のスクリーン14Bまでの距離に応じて制御される。なお、本実施形態では、第2のスクリーン14Bの位置が、レーザ反射位置となる。 The traveling mechanism 14F travels the marking robot 14 under the control of the robot control device 14E. The traveling mechanism 14F is a second screen measured by using an image processing result for a first image captured by the first camera 14C and a second image captured by the second camera 14D and a point laser. It is controlled according to the distance to 14B. In this embodiment, the position of the second screen 14B is the laser reflection position.

走行機構14Fは、例えば、全方向に自由に移動可能な機構とすることができる。本実施形態では、走行機構14Fが、3つのオムニホイール(登録商標)と、各オムニホイールを駆動させる駆動用モータ(図示省略)とを備える3輪型全方向移動機構である場合を例に説明する。オムニホイールは、図5に示されるように、ホイールの駆動方向と垂直な方向に対して自由に滑るようになっている。このため、3つのホイールの各々の回転速度を制御することにより、墨出しロボット14を全方向に移動させることができる。 The traveling mechanism 14F can be, for example, a mechanism that can freely move in all directions. In the present embodiment, a case where the traveling mechanism 14F is a three-wheel type omnidirectional moving mechanism including three omni wheels (registered trademark) and a drive motor (not shown) for driving each omni wheel will be described as an example. do. As shown in FIG. 5, the omni wheel slides freely in a direction perpendicular to the driving direction of the wheel. Therefore, by controlling the rotation speed of each of the three wheels, the marking robot 14 can be moved in all directions.

水平位置調整機構14Gは、ロボット制御機器14Eの制御に基づく走行機構14Fの走行結果に応じて、表示機構14Hの水平方向の位置を調整する。具体的には、水平位置調整機構14Gは、墨出しロボット14が目標点の近傍に到達すると、ロボット制御機器14Eの制御に応じて表示機構14Hの水平方向の位置を調整する。そして、水平位置調整機構14Gの位置調整に応じて表示機構14Hによって墨出しが行われる。 The horizontal position adjusting mechanism 14G adjusts the horizontal position of the display mechanism 14H according to the traveling result of the traveling mechanism 14F based on the control of the robot control device 14E. Specifically, when the marking robot 14 reaches the vicinity of the target point, the horizontal position adjusting mechanism 14G adjusts the horizontal position of the display mechanism 14H according to the control of the robot control device 14E. Then, marking is performed by the display mechanism 14H according to the position adjustment of the horizontal position adjusting mechanism 14G.

水平位置調整機構14Gは、例えば、図6Aに示されるような構成とすることができる。図6Aに示されるように、水平位置調整機構14Gは、例えば、表示機構14Hを互いに直交する2方向(図6B中のX方向及びY方向)に移動させるX軸ステージとY軸ステージとを備えている。X軸ステージは、X方向に延び、表示機構14HをX軸方向に移動可能に支持するX軸レールRと、表示機構14HをX軸レールRに沿って移動させるX軸モータMとを備えている。またY軸ステージは、Y軸方向に延び、表示機構14HをY軸方向に移動可能に支持するY軸レールRと、Y軸ステージをY軸レールRに沿って移動させるY軸モータMを備えている。 The horizontal position adjusting mechanism 14G can be configured as shown in FIG. 6A, for example. As shown in FIG. 6A, the horizontal position adjusting mechanism 14G includes, for example, an X-axis stage and a Y-axis stage that move the display mechanism 14H in two directions (X m direction and Y m direction in FIG. 6B) orthogonal to each other. It has. X-axis stage, extending in the X direction, the X-axis rail R X for movably supporting a display mechanism 14H in the X-axis direction, and the X-axis motor M X for moving the display mechanism 14H in the X-axis rail R X It has. Further, the Y-axis stage extends in the Y-axis direction and supports the display mechanism 14H so as to be movable in the Y-axis direction. The Y-axis rail RY and the Y-axis motor M that moves the Y-axis stage along the Y-axis rail RY. It has a Y.

図6Aに示されるように、水平位置調整機構14GのX軸ステージのレールRが後述する移動座標系のX軸と一致するように設定され、かつY軸ステージのレールRが後述する移動座標系のY軸と一致するように設置される。 As shown in FIG. 6A, is set to the rail R X in the X-axis stage of the horizontal position adjusting mechanism 14G coincides with X m-axis of the moving coordinate system that will be described later, and rails R Y of the Y-axis stage will be described later It is installed so as to coincide with the Y m axis of the moving coordinate system.

表示機構14Hは、ロボット制御機器14Eの制御に基づく走行機構14Fの走行結果に応じて、目標位置に対する表示として墨出しを行う。具体的には、水平位置調整機構14Gによる表示機構14Hの水平方向の位置を調整に応じて、目標位置に対する表示としてスタンプを床面へ印字する。 The display mechanism 14H prints out as a display for the target position according to the travel result of the travel mechanism 14F based on the control of the robot control device 14E. Specifically, a stamp is printed on the floor surface as a display for the target position according to the adjustment of the horizontal position of the display mechanism 14H by the horizontal position adjustment mechanism 14G.

表示機構14Hは、図6Bに示されるように、マーキング用の目印が刻印されたインクが充填されたスタンプ部Stと、スタンプ部StをZ軸方向に昇降させる昇降機構14Iとを備えている。 As shown in FIG. 6B, the display mechanism 14H includes a stamp portion St filled with ink on which a marking mark is engraved, and an elevating mechanism 14I for raising and lowering the stamp portion St in the Z-axis direction.

昇降機構14Iは、スタンプ部Stを鉛直方向(図6B中Z方向)に移動可能に支持するZ軸レールRと、スタンプ部StをZ軸レールRに沿って移動させるZ軸モータMとを備えている。この昇降機構14Iによりスタンプ部Stが床面まで下降されることによりマーキング目印が床面に押印される。 The elevating mechanism 14I includes a Z-axis rail R Z that movably supports the stamp portion St in the vertical direction (Z m direction in FIG. 6B) and a Z-axis motor M that moves the stamp portion St along the Z-axis rail R Z. It has a Z. The stamp portion St is lowered to the floor surface by the elevating mechanism 14I, so that the marking mark is stamped on the floor surface.

次に、本実施形態における座標系について説明する。 Next, the coordinate system in this embodiment will be described.

(座標系) (Coordinate system)

図7に、本実施形態で設定される建設現場における座標系の一例を示す。本実施形態では、図7に示されるように、既に親墨が引かれている場合を例に説明する。親墨とは、図7に示されるように、建物の柱を通る通り芯から所定間隔(例えば1m)離れた位置に引かれた墨を表す。親墨同士の交点の座標は、建物の図面情報等から既知であるものとする。 FIG. 7 shows an example of the coordinate system at the construction site set in the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a case where the parent ink has already been drawn will be described as an example. As shown in FIG. 7, the parent ink represents ink drawn at a predetermined distance (for example, 1 m) from the core passing through the pillar of the building. It is assumed that the coordinates of the intersections of the ink sticks are known from the drawing information of the building.

図7に示されるように、例えば、ある1本の親墨をX軸、X軸と直交する特定の1本の親墨をY軸とする。そして、X軸とY軸との交点を原点Oとし、絶対座標系O‐Xを設定する。図7に示す絶対座標系においては、A通りがX軸、1通りがY軸に相当する。 As shown in FIG. 7, for example, one ink stick is defined as the X w axis, and a specific ink stick orthogonal to the X w axis is defined as the Y w axis. Then, the intersection of the X w axis and the Y w axis is set as the origin O w , and the absolute coordinate system O w- X w Y w is set. In the absolute coordinate system shown in FIG. 7, A way corresponds to the X w axis and 1 way corresponds to the Y w axis.

また、図8に示されるように、墨出しロボット14の重心を原点Oと定めた移動座標系O-Xを設定する。そして、絶対座標系のX軸と移動座標系のX軸との間の成す角をφとする。なお、墨出しロボット14の重心を原点Oと各ホイールとの間の距離をLとする。 Further, as shown in FIG. 8, a moving coordinate system O m- X m Y m is set in which the center of gravity of the marking robot 14 is defined as the origin O m. Then, let φ be the angle formed between the X w axis of the absolute coordinate system and the X m axis of the moving coordinate system. The center of gravity of the marking robot 14 is defined as the origin O m, and the distance between each wheel is L H.

次に、絶対座標系における3次元レーザ測定器12A及び回転式レーザ照射器12Bの位置と、目標点Tの位置とについて説明する。 Next, the positions of the three-dimensional laser measuring device 12A and the rotary laser irradiator 12B in the absolute coordinate system and the positions of the target point T will be described.

図9に示されるように、3次元レーザ測定器12Aと回転式レーザ照射器12Bとを含むレーザ機器12を任意点L(x,y)に設置する。以下、任意点L(x,y)を器械点Lと称する。この場合、3次元レーザ測定器12Aの方位方向の回転軸と、回転式レーザ照射器12Bの回転台の方位方向の回転軸とが一致するように配置される。 As shown in FIG. 9, the laser device 12 including the three-dimensional laser measuring device 12A and the rotary laser irradiator 12B is installed at an arbitrary point L (xl , y l). Hereinafter, the arbitrary point L (x l , y l ) is referred to as an instrument point L. In this case, the rotation axis in the directional direction of the three-dimensional laser measuring device 12A and the rotation axis in the directional direction of the turntable of the rotary laser irradiator 12B are arranged so as to coincide with each other.

まず、器械点Lと目標点Tとの位置関係について説明する。図9に示されるように、座標が既知である2点(例えば、親墨の交点)A,Bに対しては、∠ALBと水平距離r,rとを測定することにより、以下の式(1)及び式(2)に従って、器械点Lの座標(x,y)を計算することができる。 First, the positional relationship between the instrument point L and the target point T will be described. As shown in FIG. 9, for two points (for example, intersections of ink sticks) A and B whose coordinates are known, by measuring ∠ALB and horizontal distances r a and r b , the following The coordinates (x l , y l ) of the instrument point L can be calculated according to the equations (1) and (2).

Figure 0006952507
Figure 0006952507

次に、墨出しロボット14を目標点T(x,y)へ誘導しマーキングする場合を考える。この場合、図10に示されるように、器械点Lから目標点Tまでの水平距離rは以下の式(3)で表される。また、器械点Lから目標点Tまでの既知点Aに対する方位角∠ALBは、以下の式(4)で表される。 Next, consider a case where the marking robot 14 is guided to a target point T (x t , y t) and marked. In this case, as shown in FIG. 10, the horizontal distance r t from the instrument point L to the target point T is represented by the following formula (3). Further, the azimuth angle ∠ALB with respect to the known point A from the instrument point L to the target point T is expressed by the following equation (4).

Figure 0006952507
Figure 0006952507

器械点Lから目標点Tまでの水平距離rと、器械点Lから目標点Tまでの既知点Aに対する方位角∠ALBとに基づき、墨出しロボット14が誘導される。 A horizontal distance r t from the instrument point L to the target point T, based on the azimuth ∠ALB for known point A from the instrument point L to the target point T, marking robot 14 is induced.

次に、本実施形態における墨出しロボット14の動作について説明する。 Next, the operation of the marking robot 14 in this embodiment will be described.

(墨出しロボットの動作) (Operation of marking robot)

本実施形態において、墨出しロボット14の目標点Tまでの移動フェーズは以下の2つに分けられる。 In the present embodiment, the movement phase of the marking robot 14 to the target point T is divided into the following two.

(1)粗動フェーズ:目標点Tの近傍(例えば、概ね目標点から10cm以内)まで移動するフェーズ
(2)微動フェーズ:墨出しロボット14が備える水平位置調整機構14Gと表示機構14Hとを利用して、目標位置に対してマーキングを行うフェーズ
(1) Coarse movement phase: Phase of moving to the vicinity of the target point T (for example, within 10 cm from the target point) (2) Fine movement phase: Using the horizontal position adjustment mechanism 14G and the display mechanism 14H provided in the marking robot 14. Then, the phase of marking the target position

以下、各フェーズについて具体的に説明する。 Hereinafter, each phase will be specifically described.

(粗動フェーズ)
粗動フェーズにおいて、墨出しロボット14は、以下のSTEP1〜STEP4に従って移動する。図11を参照して、STEP1〜STEP4について具体的に説明する。
(Coarse movement phase)
In the coarse movement phase, the marking robot 14 moves according to the following STEP1 to STEP4. STEP1 to STEP4 will be specifically described with reference to FIG.

[STEP1] [STEP1]

STEP1において、制御機器10の制御部10Bは、垂直レーザが照射されるように、回転式レーザ照射器12Bを制御する。回転式レーザ照射器12Bは、制御機器10による制御信号に応じて、垂直レーザを照射する。 In STEP 1, the control unit 10B of the control device 10 controls the rotary laser irradiator 12B so that the vertical laser is irradiated. The rotary laser irradiator 12B irradiates a vertical laser in response to a control signal from the control device 10.

なお、以下では、垂直レーザをXY平面に投影した線をレーザラインと称する。移動座標系O‐Xにおけるレーザラインは、図12に示すようになる。 In the following, a line obtained by projecting a vertical laser onto an XY plane is referred to as a laser line. The laser line in the moving coordinate system O m- X m Y m is as shown in FIG.

図11(a)に示されるように、墨出しロボット14をレーザライン上へ配置し、初期状態とする。回転式レーザ照射器12Bから墨出しロボット14に対して垂直レーザが照射されると、墨出しロボット14の第1のスクリーン14A及び第2のスクリーン14Bには、垂直レーザのレーザラインが投影される。 As shown in FIG. 11A, the marking robot 14 is arranged on the laser line to be in the initial state. When the marking robot 14 is irradiated with the vertical laser from the rotary laser irradiator 12B, the laser line of the vertical laser is projected on the first screen 14A and the second screen 14B of the marking robot 14. ..

墨出しロボット14の第1のスクリーン14A及び第2のスクリーン14Bに投影されたレーザラインに基づき、墨出しロボット14を誘導する方法について以下説明する。 A method of guiding the marking robot 14 based on the laser lines projected on the first screen 14A and the second screen 14B of the marking robot 14 will be described below.

図13(A)に示されるように、第2のスクリーン14Bは、墨出しロボット14の移動座標系X‐Z平面上に配置される。また、第1のスクリーン14Aは、移動座標系X‐Z平面上に平行であり、かつ第2のスクリーン14Bから距離y隔てて配置される。また、ポイントレーザは第2のスクリーン14B上に投影され、垂直レーザは第1のスクリーン14A及び第2のスクリーン14B上に投影されるように、各スクリーンの設置位置、3次元レーザ測定器12A、及び回転式レーザ照射器12Bの高さは予め調整される。 As shown in FIG. 13 (A), the second screen 14B is positioned marking movement coordinate system of the robot 14 X m -Z m plane. The first screen 14A is parallel to the moving coordinate system X m -Z m plane, and are arranged at a distance y s from the second screen 14B. Further, the installation position of each screen, the three-dimensional laser measuring instrument 12A, so that the point laser is projected on the second screen 14B and the vertical laser is projected on the first screen 14A and the second screen 14B. And the height of the rotary laser irradiator 12B is adjusted in advance.

図13(A)に示されるように、第1のスクリーン14Aと第2のスクリーン14Bとが距離y隔てて配置されることにより、墨出しロボット14のレーザラインに対する姿勢を特定することができる。具体的には、第1のスクリーン14Aを表す第1の画像と第2のスクリーン14Bを表す第2の画像との相違に基づいて、墨出しロボット14の姿勢が特定される。 As shown in FIG. 13 (A), by a first screen 14A and second screen 14B is arranged at a distance y s, it is possible to identify the orientation relative to the laser line marking robot 14 .. Specifically, the posture of the marking robot 14 is specified based on the difference between the first image representing the first screen 14A and the second image representing the second screen 14B.

より詳細には、レーザラインと第1のスクリーン14A及び第2のスクリーン14Bとが垂直ではない場合、第1のスクリーン14Aに投影されるレーザラインの位置と第2のスクリーン14Bに投影されるレーザラインの位置が異なる。 More specifically, when the laser line and the first screen 14A and the second screen 14B are not vertical, the position of the laser line projected on the first screen 14A and the laser projected on the second screen 14B. The position of the line is different.

例えば、第1のスクリーン14A及び第2のスクリーン14Bとレーザラインとが図12に示されるような位置関係である場合、第1のスクリーン14Aに投影されるレーザラインの位置及び第2のスクリーン14Bに投影されるレーザラインの位置は、図13(B)に示されるようになる。図13(B)に示されるように、第1のスクリーンの中心からレーザラインの投影位置までの距離をxとし、第2のスクリーンの中心からレーザラインの投影位置までの距離をxとすると、距離xと距離xとは異なる値となる。 For example, when the first screen 14A and the second screen 14B and the laser line have a positional relationship as shown in FIG. 12, the position of the laser line projected on the first screen 14A and the second screen 14B The position of the laser line projected on is as shown in FIG. 13 (B). As shown in FIG. 13 (B), the distance from the center of the first screen to the projection position of the laser line and x 1, the distance from the center of the second screen to the projection position of the laser line and x 2 Then, the distance x 1 and the distance x 2 are different values.

本実施形態では、各スクリーンに投影されるレーザラインの投影位置を利用して、墨出しロボット14の姿勢を制御する。 In the present embodiment, the posture of the marking robot 14 is controlled by using the projection position of the laser line projected on each screen.

具体的には、図13(B)に示されるように、第1のスクリーン14A及び第2のスクリーン14Bに対して垂直レーザのレーザラインが投影されると、墨出しロボット14の第1のカメラ14Cは第1のスクリーン14Aを撮影し、第1の画像を得る。また、墨出しロボット14の第2のカメラ14Dは第2のスクリーン14Bを撮影し、第2の画像を得る。 Specifically, as shown in FIG. 13B, when the laser line of the vertical laser is projected onto the first screen 14A and the second screen 14B, the first camera of the marking robot 14 14C captures a first screen 14A to obtain a first image. Further, the second camera 14D of the marking robot 14 captures the second screen 14B and obtains the second image.

このため、ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、第1の画像及び第2の画像に対して画像処理を行う。具体的には、ロボット制御部140は、第1の画像及び第2の画像に対し、エッジ抽出や高輝度ピクセル抽出処理等の画像処理を行うことにより、第1画像及び第2画像における垂直レーザのレーザラインの投影位置を検出する。 Therefore, the robot control unit 140 of the robot control device 14E performs image processing on the first image and the second image. Specifically, the robot control unit 140 performs image processing such as edge extraction and high-intensity pixel extraction processing on the first image and the second image to perform vertical lasers in the first image and the second image. Detects the projected position of the laser line.

そして、ロボット制御部140は、第1画像及び第2画像の画像処理結果から、第1のスクリーン14Aの中心からレーザラインの投影位置までの距離x及び第2のスクリーン14Bの中心からレーザラインの投影位置までの距離xを算出する。第1のカメラ14C及び第2のカメラ14Dを事前に校正しておくことにより、画像の1ピクセルに対応する長さを予め決定することができるため、距離x及び距離xを算出することができる。 Then, from the image processing results of the first image and the second image, the robot control unit 140 determines the distance x 1 from the center of the first screen 14A to the projection position of the laser line and the laser line from the center of the second screen 14B. Calculate the distance x 2 to the projection position of. By calibrating the first camera 14C and the second camera 14D in advance, the length corresponding to one pixel of the image can be determined in advance, so that the distance x 1 and the distance x 2 are calculated. Can be done.

また、ロボット制御部140は、距離x及び距離xに基づいて、移動座標系O‐XのY軸とレーザラインとの間の成す角θを算出する。また、ロボット制御部140は、距離x及び距離xに基づいて、重心Oとレーザラインとの間の距離dを算出する。 The robot control unit 140, based on the distance x 1 and the distance x 2, calculates the angle θ formed by the between the Y m axis and the laser line of movement coordinate system O m -X m Y m. Further, the robot control unit 140 calculates the distance d between the center of gravity Om and the laser line based on the distance x 1 and the distance x 2.

具体的には、ロボット制御部140は、以下の式(5)及び式(6)の関係式に従って、成す角θ及び距離dを算出する。 Specifically, the robot control unit 140 calculates the angle θ and the distance d to be formed according to the relational expressions of the following equations (5) and (6).

=y/sinθ (5)
=d/cosθ (6)
x 1 = y s / sin θ (5)
x 2 = d / cos θ (6)

[STEP2] [STEP2]

STEP2において、図11(b)に示されるように、制御機器10の制御部10Bは、目標点Tへ向けてポイントレーザが照射されるように3次元レーザ測定器12Aを制御する。3次元レーザ測定器12Aは、制御機器10による制御信号に応じて、目標点Tの方向へポイントレーザを照射する。 In STEP 2, as shown in FIG. 11B, the control unit 10B of the control device 10 controls the three-dimensional laser measuring device 12A so that the point laser is irradiated toward the target point T. The three-dimensional laser measuring device 12A irradiates the point laser in the direction of the target point T in response to the control signal from the control device 10.

[STEP3] [STEP3]

STEP3において、図11(c)に示されるように、制御機器10の制御部10Bは、墨出しロボット14の目標点Tへ向けて垂直レーザが走査されるように、回転式レーザ照射器12Bを制御する。そして、回転式レーザ照射器12Bは、制御部10Bの制御信号に応じて、目標点Tへ向けて垂直レーザを走査するように、垂直レーザを照射する。以下、具体的に説明する。 In STEP 3, as shown in FIG. 11 (c), the control unit 10B of the control device 10 sets the rotary laser irradiator 12B so that the vertical laser is scanned toward the target point T of the marking robot 14. Control. Then, the rotary laser irradiator 12B irradiates the vertical laser so as to scan the vertical laser toward the target point T in response to the control signal of the control unit 10B. Hereinafter, a specific description will be given.

図11(c)に示されるように、制御機器10は、回転式レーザ照射器12Bに対して、一定速度で目標点Tの方向へ回転するように指示する制御信号を送信する。回転式レーザ照射器12Bは、制御機器10から送信された制御信号に応じて、図11(c)に示されるように、一定速度で目標点Tの方向へ回転する。そして、図11(c)に示されるように、墨出しロボット14は、回転式レーザ照射器12Bの回転に応じて、回転式レーザ照射器12Bから照射される垂直レーザを追尾するように走行する。墨出しロボット14の垂直レーザの追尾について、以下具体的に説明する。 As shown in FIG. 11C, the control device 10 transmits a control signal instructing the rotary laser irradiator 12B to rotate in the direction of the target point T at a constant speed. The rotary laser irradiator 12B rotates in the direction of the target point T at a constant speed as shown in FIG. 11C in response to the control signal transmitted from the control device 10. Then, as shown in FIG. 11C, the marking robot 14 travels so as to track the vertical laser emitted from the rotary laser irradiator 12B in accordance with the rotation of the rotary laser irradiator 12B. .. The tracking of the vertical laser of the marking robot 14 will be specifically described below.

本実施形態では、図14に示されるように、走行機構14Fが備える各ホイールに対してインデックスH1,H2,H3を付与する。また、本実施形態では、器械点L(x,y)を原点とし、レーザラインをYlaser軸とし、Ylaser軸と直交する方向をXlaser軸としたレーザ座標系L‐Xlaserlaserを設定する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 14, indexes H1, H2, and H3 are assigned to each wheel included in the traveling mechanism 14F. Further, in the present embodiment, the laser coordinate system LX laser Y has the instrument point L (x l , y l ) as the origin, the laser line as the Y laser axis, and the direction orthogonal to the Y laser axis as the X laser axis. Set the laser.

また、レーザ座標系における墨出しロボットの重心座標を(xlaser,ylaser)、姿勢をθlaser、墨出しロボットに対するXlaser方向の指示速度をx laser、レーザ座標系におけるYlaser方向の指示速度をy laserとする。また、レーザ座標系における指示回転速度をθ laserとする。ここでθlaserはレーザライン(Ylaser軸)に対する移動座標系のY軸の傾き角に相当し、式(5)、(6)で算出できるθと同一である。 In addition, the coordinates of the center of gravity of the marking robot in the laser coordinate system are (x laser , y laser ), the posture is θ laser , the instruction speed in the X laser direction to the marking robot is x · laser , and the instruction in the Y laser direction in the laser coordinate system. Let the speed be y · laser. Further, the indicated rotation speed in the laser coordinate system is θ · laser . Here, θ laser corresponds to the inclination angle of the Y m axis of the moving coordinate system with respect to the laser line (Y laser axis), and is the same as θ that can be calculated by the equations (5) and (6).

本実施形態においては、レーザラインと墨出しロボットの重心座標との距離dとレーザライン(Ylaser軸)に対する移動座標系のY軸の傾き角θlaserを偏差信号として、PID制御系を構成し、式(7),(8),(9)で表される値を墨出しロボットに対する制御入力とする。 In the present embodiment, the PID control system is configured by using the distance d between the laser line and the barycentric coordinates of the marking robot and the tilt angle θ laser of the Y m axis of the moving coordinate system with respect to the laser line (Y laser axis) as a deviation signal. Then, the values represented by the equations (7), (8), and (9) are used as the control input for the marking robot.

Figure 0006952507

(7)
Figure 0006952507

(8)
Figure 0006952507

(9)
Figure 0006952507

(7)
Figure 0006952507

(8)
Figure 0006952507

(9)

なお、PID制御に関するパラメータKP,d,KI,d,KD,d,KP,θ,KI,θ,KD,θは、予め設定される。 The parameter K P about PID control, d, K I, d, K D, d, K P, θ, K I, θ, K D, θ is set in advance.

ロボット制御機器14Eは、距離x及び距離xに基づいて、上記式(5)及び式(6)の関係式に従って、時刻tにおける成す角θ(t)及び時刻tにおける距離d(t)を逐次算出する。そして、ロボット制御機器14Eは、時刻tにおける成す角θ(t)及び時刻tにおける距離d(t)とPID制御に関するパラメータとに基づいて、上記式(7),(8),(9)に従って、墨出しロボット14に対する指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserを算出する。 Based on the distance x 1 and the distance x 2 , the robot control device 14E forms an angle θ (t) at time t and a distance d (t) at time t according to the relational expressions of the above equations (5) and (6). Is calculated sequentially. Then, the robot control device 14E follows the above equations (7), (8), and (9) based on the angle θ (t) formed at time t, the distance d (t) at time t, and the parameters related to PID control. , The indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser for the marking robot 14 are calculated.

ロボット制御機器14Eは、算出された、指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserに基づいて、各ホイールH1,H2,H3の前進速度v1,v2,v3を算出する。具体的には、ロボット制御機器14Eは、指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserに基づいて、以下の式(10)に従って、各ホイールH1,H2,H3の前進速度v1,v2,v3を算出する。以下の式(10)におけるθlaserは、レーザラインと移動座標系におけるY軸との間の成す角であり、上記式(5)及び上記式(6)によって算出された成す角θに相当する。 The robot control device 14E calculates the forward speeds v1, v2, v3 of each wheel H1, H2, H3 based on the calculated indicated speed x · laser , indicated speed y · laser , and indicated rotation speed θ · laser. do. Specifically, the robot control device 14E has the respective wheels H1, H2, and H3 according to the following equation (10) based on the indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser. The forward speeds v1, v2, v3 are calculated. The θ laser in the following equation (10) is the angle formed between the laser line and the Y m axis in the moving coordinate system, and corresponds to the formed angle θ calculated by the above equations (5) and (6). do.

Figure 0006952507

(10)
Figure 0006952507

(10)

ロボット制御機器14Eは、墨出しロボット14の走行機構14Fの各ホイールH1,H2,H3を、前進速度v1,v2,v3で駆動させるように制御する。 The robot control device 14E controls the wheels H1, H2, and H3 of the traveling mechanism 14F of the marking robot 14 so as to be driven at forward speeds v1, v2, v3.

これにより、時刻tにおける成す角θ(t)及び時刻tにおける距離d(t)がゼロとなるようにフィードバック制御が行われ、墨出しロボット14は垂直レーザを安定的に追尾することができる。 As a result, feedback control is performed so that the angle θ (t) formed at time t and the distance d (t) at time t become zero, and the marking robot 14 can stably track the vertical laser.

次に、制御機器10の制御部10Bは、図11(d)に示されるように、垂直レーザの照射方向が目標点Tの方向と一致した場合に、回転運動を停止するように回転式レーザ照射器12Bを制御する。 Next, as shown in FIG. 11D, the control unit 10B of the control device 10 stops the rotational movement of the rotary laser when the irradiation direction of the vertical laser coincides with the direction of the target point T. The irradiator 12B is controlled.

回転式レーザ照射器12Bの回転運動が停止すると、墨出しロボット14の垂直レーザの追尾動作も終了する。これにより、墨出しロボット14は一旦停止する。 When the rotary motion of the rotary laser irradiator 12B is stopped, the tracking operation of the vertical laser of the marking robot 14 is also completed. As a result, the marking robot 14 is temporarily stopped.

[STEP4] [STEP4]

STEP4では、図11(e)に示されるように、墨出しロボット14は、目標点Tに向かって、レーザライン上を走行する。STEP4では、ポイントレーザ及び垂直レーザを墨出しロボット14の目標点Tへ向けて照射し、垂直レーザに応じて、墨出しロボット14の姿勢を変更させる。そして、ポイントレーザを照射する3次元レーザ測定器12Aと墨出しロボット14との間の距離が所定の距離となるように、墨出しロボット14を移動させて、墨出しロボット14を目標点に位置決めする。以下、具体的に説明する。 In STEP 4, as shown in FIG. 11 (e), the marking robot 14 travels on the laser line toward the target point T. In STEP 4, the point laser and the vertical laser are irradiated toward the target point T of the marking robot 14, and the posture of the marking robot 14 is changed according to the vertical laser. Then, the marking robot 14 is moved so that the distance between the three-dimensional laser measuring device 12A that irradiates the point laser and the marking robot 14 becomes a predetermined distance, and the marking robot 14 is positioned at the target point. do. Hereinafter, a specific description will be given.

まず、ロボット制御機器14Eは、3次元レーザ測定器12Aから照射されるポイントレーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、3次元レーザ測定器12Aと第2のスクリーン14Bとの間の距離が所定の距離となるように、墨出しロボット14を移動させるように制御する。 First, the robot control device 14E has the three-dimensional laser measuring device 12A and the second screen 14B based on the distance to the laser reflection position measured by the point laser irradiated from the three-dimensional laser measuring device 12A. The marking robot 14 is controlled to be moved so that the distance between the two is a predetermined distance.

具体的には、まず、制御機器10の制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aに対して、所定時間間隔で距離測定の指示に関する制御信号を送信する。3次元レーザ測定器12Aは、距離測定の指示に関する制御信号を受信し、ポイントレーザが照射されている第2のスクリーンまでの水平距離rscreen2を測定する。そして、3次元レーザ測定器12Aは、水平距離rscreen2を制御機器10へ出力する。制御機器10の制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aから出力された水平距離rscreen2を取得し、墨出しロボット14のロボット制御機器14Eへ送信する。 Specifically, first, the control unit 10B of the control device 10 transmits a control signal related to a distance measurement instruction to the three-dimensional laser measuring device 12A at predetermined time intervals. The three-dimensional laser measuring device 12A receives the control signal regarding the instruction for distance measurement, and measures the horizontal distance r screen 2 to the second screen irradiated with the point laser. Then, the three-dimensional laser measuring device 12A outputs the horizontal distance r screen 2 to the control device 10. The control unit 10B of the control device 10 acquires the horizontal distance r screen2 output from the three-dimensional laser measuring device 12A and transmits it to the robot control device 14E of the marking robot 14.

そして、ロボット制御機器14Eは、制御機器10から送信された水平距離rscreen2が器械点Lから目標点Tまでの水平距離LT(=r)よりも大きい場合に、墨出しロボット14が器械点Lに対して近づくように走行機構14Fを制御する。一方、ロボット制御機器14Eは、水平距離rscreen2が水平距離LTよりも小さい場合に、墨出しロボット14が器械点Lから離れるように走行機構14Fを制御する。 Then, the robot control apparatus 14E, when the horizontal distance r Screen2 transmitted from the control device 10 is greater than the horizontal distance LT from the instrument point L to the target point T (= r t), marking robot 14 is instrumental point The traveling mechanism 14F is controlled so as to approach L. On the other hand, the robot control device 14E controls the traveling mechanism 14F so that the marking robot 14 moves away from the instrument point L when the horizontal distance r screen2 is smaller than the horizontal distance LT.

また、ロボット制御機器14Eは、第1のカメラ14Cによって撮像された第1の画像と第2のカメラ14Dによって撮像された第2の画像とに基づいて、第1の画像に含まれる垂直レーザのレーザラインと第2の画像に含まれる垂直レーザのレーザラインとが一致するように、墨出しロボット14の姿勢を制御する。これにより、垂直レーザに応じて墨出しロボット14の姿勢が変更される。 Further, the robot control device 14E is a vertical laser included in the first image based on the first image captured by the first camera 14C and the second image captured by the second camera 14D. The posture of the marking robot 14 is controlled so that the laser line and the laser line of the vertical laser included in the second image coincide with each other. As a result, the posture of the marking robot 14 is changed according to the vertical laser.

具体的には、ロボット制御機器14Eは、時刻tの成す角θ(t)及び時刻tの距離d(t)がゼロとなるように、各ホイールの前進速度v1,v2,v3を決定するフィードバック制御を行う。PID制御に関するパラメータKP,d,KI,d,KD,d,KP,θ,KI,θ,KD,θについては、最適値が予め設定されおり、STEP3と異なっていても良い。 Specifically, the robot control device 14E determines the forward speed v1, v2, v3 of each wheel so that the angle θ (t) formed by the time t and the distance d (t) formed by the time t become zero. Take control. Parameters K P about PID control, d, K I, d, K D, d, K P, θ, K I, θ, K D, for theta, optimum values are set in advance, be different from the STEP3 good.

STEP4における墨出しロボット14に対する指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserは、以下の式(11),式(12),及び式(13)によって表される。そのため、ロボット制御機器14Eは、時刻tにおける成す角θ(t)及び時刻tにおける距離d(t)とPID制御に関するパラメータと水平距離rscreen2とに基づき、以下の式(11),式(12),及び式(13)に従って、墨出しロボット14に対する指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserを算出する。そして、ロボット制御機器14Eは、指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserに基づいて、上記式(10)に従って、各ホイールH1,H2,H3の前進速度v1,v2,v3を算出する。そして、ロボット制御機器14Eは、墨出しロボット14の走行機構14Fの各ホイールH1,H2,H3を、前進速度v1,v2,v3で駆動させるように制御する。ここで、vconstは予め設定された一定値であり、墨出しロボット14の移動速度を表す。 The indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser in STEP 4 with respect to the marking robot 14 are represented by the following equations (11), (12), and (13). Therefore, the robot control device 14E has the following equations (11) and (12) based on the angle θ (t) formed at time t, the distance d (t) at time t, the parameters related to PID control, and the horizontal distance r screen2. ), And the indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser for the marking robot 14 are calculated according to the equation (13). Then, the robot control device 14E is based on the indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser , and the forward speeds v1 of each wheel H1, H2, H3 according to the above equation (10). Calculate v2 and v3. Then, the robot control device 14E controls the wheels H1, H2, H3 of the traveling mechanism 14F of the marking robot 14 so as to be driven at the forward speeds v1, v2, v3. Here, v const is a preset constant value and represents the moving speed of the marking robot 14.

Figure 0006952507

(11)
Figure 0006952507

(12)
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(13)
Figure 0006952507

(11)
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(12)
Figure 0006952507

(13)

次に、ロボット制御機器14Eは、3次元レーザ測定器12Aと第2のスクリーン14Bとの間の距離が所定の距離である場合、墨出しロボット14を停止させるように制御する。そして、制御部10Bは、墨出しロボット14の停止位置に応じて目標位置に対する表示を行うように、墨出しロボット14の表示機構14Hを制御する。 Next, the robot control device 14E controls to stop the marking robot 14 when the distance between the three-dimensional laser measuring device 12A and the second screen 14B is a predetermined distance. Then, the control unit 10B controls the display mechanism 14H of the marking robot 14 so as to display the target position according to the stop position of the marking robot 14.

具体的には、ロボット制御機器14Eは、3次元レーザ測定器12Aから出力された水平距離rscreen2の測定結果とLTとの差が一定値ε未満になった場合(abs(rscreen2−LT)<ε)に、走行機構14Fの各ホイールを停止させる。 Specifically, the robot control apparatus 14E, if the difference between the measurement results and the LT of the horizontal distance r Screen2 output from the three-dimensional laser measuring device 12A is less than a predetermined value ε (abs (r screen2 -LT) At <ε), each wheel of the traveling mechanism 14F is stopped.

墨出しロボット14が走行を停止した後、ロボット制御機器14Eは、第1のカメラ14Cによって撮影された第1画像及び第2のカメラ14Dによって撮影された第2画像に基づいて、上記式(5)及び式(6)に従って、成す角θを算出する。そして、ロボット制御機器14Eは、垂直レーザとY軸が平行(θ=0deg)となるように、墨出しロボット14を回転させる。 After the marking robot 14 has stopped running, the robot control device 14E uses the above equation (5) based on the first image taken by the first camera 14C and the second image taken by the second camera 14D. ) And equation (6), the angle θ formed is calculated. Then, the robot control apparatus 14E, like vertical laser and Y m axis are parallel (theta = 0 deg), to rotate the marking robot 14.

(微動フェーズ) (Fine movement phase)

次に、微動フェーズについて説明する。微動フェーズでは、水平位置調整機構14Gと表示機構14Hとによって、目標座標に対する墨出しが行われる。 Next, the fine movement phase will be described. In the fine movement phase, the horizontal position adjusting mechanism 14G and the display mechanism 14H mark out the target coordinates.

まず、制御機器10の制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aに対し、距離測定の指示に関する制御信号を出力する。3次元レーザ測定器12Aは制御機器10から出力された距離測定の指示に関する制御信号に応じて、水平距離rscreen2を測定し、制御機器10へ出力する。制御機器10の制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aから出力された水平距離rscreen2を取得し、墨出しロボット14のロボット制御機器14Eへ送信する。 First, the control unit 10B of the control device 10 outputs a control signal related to the distance measurement instruction to the three-dimensional laser measuring device 12A. The three-dimensional laser measuring device 12A measures the horizontal distance r screen2 in response to the control signal related to the distance measurement instruction output from the control device 10, and outputs the horizontal distance r screen2 to the control device 10. The control unit 10B of the control device 10 acquires the horizontal distance r screen2 output from the three-dimensional laser measuring device 12A and transmits it to the robot control device 14E of the marking robot 14.

ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、制御機器10から送信された水平距離rscreen2を取得する。また、ロボット制御部140は、第2のカメラ14Dによって撮影された第2画像に基づいて、第2のスクリーン14Bにおける距離xを算出する。 The robot control unit 140 of the robot control device 14E acquires the horizontal distance r screen2 transmitted from the control device 10. Further, the robot control unit 140 calculates the distance x 2 on the second screen 14B based on the second image taken by the second camera 14D.

そして、ロボット制御部140は、以下の式(14)に示されるように、算出した距離xを、移動座標系の原点Oと目標点T(x,y)とのX方向のズレ量Δxとする。また、制御部10Bは、水平距離LTと受信した水平距離rscreen2とに基づいて、以下の式(15)に従って、移動座標系の原点Oと目標点T(x,y)とのY方向のズレ量Δyを算出する。なお、ポイントレーザと垂直レーザのレーザラインとズレ量Δx,Δyとの位置関係は、図15(A)(B)に示されるようになる。 Then, as shown in the following equation (14), the robot control unit 140 sets the calculated distance x 2 in the X m direction between the origin O m and the target point T (x t , y t ) of the moving coordinate system. The amount of deviation of is Δx t . Further, the control unit 10B sets the origin O m and the target point T (x t , y t ) of the moving coordinate system according to the following equation (15) based on the horizontal distance LT and the received horizontal distance r screen2. The amount of deviation Δy t in the Y m direction is calculated. The positional relationship between the laser lines of the point laser and the vertical laser and the deviation amounts Δx t and Δy t is shown in FIGS. 15A and 15B.

Δx=x (14)
Δy=LT−rscreen2 (15)
Δx t = x 2 (14)
Δy t = LT-r screen2 (15)

上記図6Aに示されるように、水平位置調整機構14GのX軸ステージのレールRは移動座標系のX軸と一致し、Y軸ステージのレールRは移動座標系のY軸と一致する。このため、図15(A)(B)に示されるように、移動座標系の原点Oと目標点T(x,y)とのX方向及びY方向のズレ量Δx,Δyは、上記式(14),(15)に従って算出することができる。ズレ量Δx,Δyは、後述する水平位置調整機構14Gにおいて用いられる。 As shown in FIG. 6A, the rail R X in the X-axis stage of the horizontal position adjusting mechanism 14G coincides with X m-axis of the moving coordinate system, rails R Y of the Y-axis stage and Y m axis of movement coordinate system Match. Therefore, as shown in FIGS. 15 (A) and 15 (B), the amount of deviation between the origin O m of the moving coordinate system and the target point T (x t , y t ) in the X m direction and the Y m direction Δx t , [Delta] y t is the formula (14) can be calculated according to (15). The deviation amounts Δx t and Δy t are used in the horizontal position adjusting mechanism 14G described later.

ロボット制御部140は、算出されたズレ量Δx,Δyに基づいて、水平位置調整機構14GのX軸モータM及びY軸モータMを駆動させるための制御信号を生成する。具体的には、ロボット制御部140は、表示機構14Hの中心を原点OからそれぞれΔx,Δyだけ移動させるように、X軸モータM及びY軸モータMを駆動させるための制御信号を生成する。そして、ロボット制御部140は、X軸モータM及びY軸モータMを駆動させるための制御信号に基づいて、表示機構14Hの中心を原点OからそれぞれΔx,Δyだけ移動させるように、X軸モータM及びY軸モータMを駆動させる。これにより、スタンプ部Stの中心を目標点の直上へ移動させることができる。 The robot control unit 140, the calculated deviation amount [Delta] x t, based on [Delta] y t, and generates a control signal for driving the X axis motor M X and Y-axis motor M Y horizontal position adjusting mechanism 14G. Specifically, the robot controller 140, respectively [Delta] x t the center from the origin O m of the display mechanism 14H, so is moved by [Delta] y t, the control for driving the X axis motor M X and Y-axis motor M Y Generate a signal. Then, the robot controller 140, based on the control signal for driving the X axis motor M X and Y-axis motor M Y, respectively [Delta] x t the center from the origin O m of the display mechanism 14H, so as to move only [Delta] y t the drives the X axis motor M X and Y-axis motor M Y. As a result, the center of the stamp portion St can be moved to just above the target point.

次に、ロボット制御部140は、スタンプ部Stを移動させた後に、Z軸モータMを制御して床面にスタンプ部Stを押し付けて押印を行うように、昇降機構14Iを制御する。これにより、墨出しのマーキングが完了する。 Next, the robot controller 140, after moving the stamp unit St, to perform stamping by pressing the stamp portion St on the floor by controlling the Z-axis motor M Z, controls the lifting mechanism 14I. This completes the marking of the marking.

<移動体の誘導および位置決めシステムの作用> <Operation of moving body guidance and positioning system>

次に、図16〜図19を参照して、移動体の誘導および位置決めシステム100の作用を説明する。移動体の誘導および位置決めシステム100が起動すると、図16に示すシーケンスが実行される。 Next, the operation of the moving body guiding and positioning system 100 will be described with reference to FIGS. 16 to 19. When the moving body guiding and positioning system 100 is activated, the sequence shown in FIG. 16 is executed.

まず、ステップS100において、制御機器10は、3次元レーザ測定器12Aに対して、目標点Tの方向へポイントレーザを照射するように指示する制御信号を出力する。 First, in step S100, the control device 10 outputs a control signal instructing the three-dimensional laser measuring device 12A to irradiate the point laser in the direction of the target point T.

ステップS102において、3次元レーザ測定器12Aは、上記ステップS100で出力された制御信号に応じて目標点Tの方向へポイントレーザを照射する。 In step S102, the three-dimensional laser measuring instrument 12A irradiates the point laser in the direction of the target point T in response to the control signal output in step S100.

ステップS104において、制御機器10は、回転式レーザ照射器12Bに対して、垂直レーザを照射し、かつ一定速度で目標点Tの方向へ回転するように指示する制御信号を出力する。 In step S104, the control device 10 outputs a control signal instructing the rotary laser irradiator 12B to irradiate the vertical laser and rotate in the direction of the target point T at a constant speed.

ステップS106において、回転式レーザ照射器12Bは、上記ステップS104で出力された制御信号に応じて、垂直レーザを照射し、かつ一定速度で目標点Tの方向へ回転する。 In step S106, the rotary laser irradiator 12B irradiates the vertical laser in response to the control signal output in step S104, and rotates in the direction of the target point T at a constant speed.

次に、回転式レーザ照射器12Bから照射される垂直レーザが、墨出しロボット14の第1のスクリーン及び第2のスクリーンへ投影され始めると、墨出しロボット14の第1のカメラ14Cは、第1のスクリーン14Aを撮像し、第1の画像を得る。また、第2のカメラ14Dは、第2のスクリーン14Bを撮像し、第2の画像を得る。そして、図17に示す粗動制御処理が実行される。 Next, when the vertical laser emitted from the rotary laser irradiator 12B begins to be projected onto the first screen and the second screen of the marking robot 14, the first camera 14C of the marking robot 14 moves to the first screen. The screen 14A of 1 is imaged to obtain a first image. Further, the second camera 14D captures the second screen 14B and obtains the second image. Then, the coarse motion control process shown in FIG. 17 is executed.

ステップS200において、ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、第1のカメラ14Cによって撮像された第1の画像及び第2のカメラ14Dによって撮像された第2の画像を取得する。 In step S200, the robot control unit 140 of the robot control device 14E acquires the first image captured by the first camera 14C and the second image captured by the second camera 14D.

ステップS202において、ロボット制御部140は、上記ステップS200で取得された、第1の画像及び第2の画像に基づいて、第1のスクリーン14Aにおける距離x及び第2のスクリーン14Bにおける距離xを算出する。 In step S202, the robot controller 140 acquired in step S200, based on the first image and the second image, the distance x 2 at the distance x 1 and the second screen 14B of the first screen 14A Is calculated.

ステップS204において、ロボット制御部140は、上記ステップS202で算出された、距離x及び距離xに基づいて、上記式(5)及び上記式(6)に従って、移動座標系O‐XのY軸とレーザラインとの間の成す角θと、重心Oとレーザラインとの間の距離dとを算出する。 In step S204, the robot controller 140, calculated in step S202, the distance on the basis of x 1 and the distance x 2, the formula (5) and the formula according to (6), the moving coordinate system O m -X m It calculates the angle θ formed by the between the Y m axis and the laser line of Y m, and a distance d between the center of gravity O m and laser line.

ステップS206において、ロボット制御部140は、上記ステップS204で算出された成す角θと距離dとに基づいて、上記式(7)、(8)、(9)に従って、墨出しロボット14に対する指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserを算出する。そして、ロボット制御部140は、墨出しロボット14に対する指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserに基づいて、上記式(10)に従って、墨出しロボット14の走行機構14Fの各ホイールH1,H2,H3の前進速度v1,v2,v3を算出する。 In step S206, the robot control unit 140 indicates the speed indicated to the marking robot 14 according to the above equations (7), (8), and (9) based on the angle θ and the distance d calculated in step S204. The x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser are calculated. Then, the robot control unit 140 sets the traveling mechanism of the marking robot 14 according to the above equation (10) based on the indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser for the marking robot 14. The forward speeds v1, v2, v3 of each wheel H1, H2, H3 on the 14th floor are calculated.

ステップS208において、ロボット制御部140は、墨出しロボット14の走行機構14Fの各ホイールH1,H2,H3を、上記ステップS206で算出された前進速度v1,v2,v3で駆動させるように制御する。 In step S208, the robot control unit 140 controls the wheels H1, H2, and H3 of the traveling mechanism 14F of the marking robot 14 to be driven at the forward speeds v1, v2, v3 calculated in step S206.

上記図17の処理は、垂直レーザの照射方向が目標点Tの方向と一致するまである一定の繰返し周期で繰り返し実行される。 The process of FIG. 17 is repeatedly executed at a certain repetition cycle until the irradiation direction of the vertical laser coincides with the direction of the target point T.

そして、制御機器10の制御部10Bは、垂直レーザの照射方向が目標点Tの方向と一致した場合には、回転運動を停止するように回転式レーザ照射器12Bを制御する。回転式レーザ照射器12Bの回転運動が停止すると、墨出しロボット14の垂直レーザの追尾動作も終了する。これにより、墨出しロボット14は一旦停止する。そして、図18に示すシーケンスが実行される。 Then, when the irradiation direction of the vertical laser coincides with the direction of the target point T, the control unit 10B of the control device 10 controls the rotary laser irradiator 12B so as to stop the rotational movement. When the rotary motion of the rotary laser irradiator 12B is stopped, the tracking operation of the vertical laser of the marking robot 14 is also completed. As a result, the marking robot 14 is temporarily stopped. Then, the sequence shown in FIG. 18 is executed.

ステップS300において、制御機器10の制御部10Bは、3次元レーザ測定器12Aに対して、距離測定の指示に関する制御信号を出力する。 In step S300, the control unit 10B of the control device 10 outputs a control signal related to the distance measurement instruction to the three-dimensional laser measuring device 12A.

ステップS302において、レーザ機器12の3次元レーザ測定器12Aは、上記ステップS300で出力された距離測定の指示に関する制御信号に基づき、ポイントレーザが照射されている第2のスクリーンまでの水平距離rscreen2を測定する。 In step S302, the three-dimensional laser measuring instrument 12A of the laser device 12 is the horizontal distance r screen2 to the second screen irradiated with the point laser based on the control signal related to the distance measurement instruction output in step S300. To measure.

ステップS304において、3次元レーザ測定器12Aは、上記ステップS302で測定された水平距離rscreen2を制御機器10へ出力する。 In step S304, the three-dimensional laser measuring device 12A outputs the horizontal distance r screen2 measured in step S302 to the control device 10.

ステップS306において、制御機器10の制御部10Bは、上記ステップS304で3次元レーザ測定器12Aから出力された水平距離rscreen2を取得する。 In step S306, the control unit 10B of the control device 10 acquires the horizontal distance r screen2 output from the three-dimensional laser measuring device 12A in step S304.

ステップS308において、制御機器10の制御部10Bは、上記ステップS306で取得した水平距離rscreen2をロボット制御機器14Eへ送信する。 In step S308, the control unit 10B of the control device 10 transmits the horizontal distance r screen2 acquired in step S306 to the robot control device 14E.

ステップS310において、ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、上記ステップS308で送信された水平距離rscreen2を取得する。 In step S310, the robot control unit 140 of the robot control device 14E acquires the horizontal distance r screen2 transmitted in step S308.

ステップS312において、ロボット制御部140は、上記図17の粗動制御処理を実行する。なお、本ステップS312における粗動制御処理において、ロボット制御部140は、上記ステップS310で取得した水平距離rscreen2に応じて、墨出しロボット14の移動が制御される。 In step S312, the robot control unit 140 executes the coarse movement control process shown in FIG. In the coarse motion control process in step S312, the robot control unit 140 controls the movement of the marking robot 14 according to the horizontal distance r screen2 acquired in step S310.

具体的には、上記図17の粗動制御処理におけるステップS206において、ロボット制御部140は、ステップS204で算出された成す角θと距離dと上記ステップS310で取得した水平距離rscreen2とに基づいて、上記式(11)、(12)、(13)に従って、指示速度x laser、指示速度y laser、及び指示回転速度θ laserが算出される。そして、上記式(10)に従って、墨出しロボット14の走行機構14Fの各ホイールH1,H2,H3の前進速度v1,v2,v3が算出される。 Specifically, in step S206 in the coarse motion control process of FIG. 17, the robot control unit 140 is based on the angle θ and distance d calculated in step S204 and the horizontal distance r laser2 acquired in step S310. Therefore, the indicated speed x · laser , the indicated speed y · laser , and the indicated rotation speed θ · laser are calculated according to the above equations (11), (12), and (13). Then, according to the above equation (10), the forward speeds v1, v2, v3 of the wheels H1, H2, H3 of the traveling mechanism 14F of the marking robot 14 are calculated.

上記図17に示す処理は、水平距離rscreen2の測定結果とLTとの差が一定値ε未満になるまである一定の繰返し周期で繰り返される。ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、3次元レーザ測定器12Aから出力された水平距離rscreen2の測定結果とLTとの差が一定値ε未満になった場合に、墨出しロボット14の走行機構14Fの各ホイールを停止させる。 The process shown in FIG. 17 is repeated in a certain repetition cycle until the difference between the measurement result of the horizontal distance r screen2 and the LT becomes less than a certain value ε. The robot control unit 140 of the robot control device 14E runs the marking robot 14 when the difference between the measurement result of the horizontal distance r screen2 output from the three-dimensional laser measuring device 12A and the LT becomes less than a certain value ε. Each wheel of the mechanism 14F is stopped.

墨出しロボット14が走行を停止した後、ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、第1画像及び第2画像に基づいて、上記式(5)及び式(6)に従って、成す角θを算出する。そして、ロボット制御部140は、垂直レーザとY軸が平行(θ=0deg)となるように、墨出しロボット14を回転させる。墨出しロボット14の回転が終了すると、図19に示す微動制御処理が実行される。 After the marking robot 14 has stopped running, the robot control unit 140 of the robot control device 14E calculates the angle θ formed according to the above equations (5) and (6) based on the first image and the second image. do. Then, the robot controller 140, so that the vertical laser and Y m axis are parallel (theta = 0 deg), to rotate the marking robot 14. When the rotation of the marking robot 14 is completed, the fine movement control process shown in FIG. 19 is executed.

ステップS400において、ロボット制御機器14Eのロボット制御部140は、第2のカメラ14Dによって撮像された第2の画像を取得する。 In step S400, the robot control unit 140 of the robot control device 14E acquires a second image captured by the second camera 14D.

ステップS402において、ロボット制御部140は、3次元レーザ測定器12Aから出力された水平距離rscreen2を取得する。 In step S402, the robot control unit 140 acquires the horizontal distance r screen2 output from the three-dimensional laser measuring device 12A.

ステップS404において、ロボット制御部140は、上記ステップS400で取得された第2の画像に基づいて、第2のスクリーン14Bにおける距離xを算出する。 In step S404, the robot control unit 140 calculates the distance x 2 on the second screen 14B based on the second image acquired in step S400.

ステップS406において、ロボット制御部140は、上記ステップS404で算出した距離xを、移動座標系の原点Oと目標点T(x,y)とのX方向のズレ量Δxとする。また、ロボット制御部140は、水平距離LTと上記ステップS402で取得した水平距離rscreen2とに基づいて、上記式(15)に従って、移動座標系の原点Oと目標点T(x,y)とのY方向のズレ量Δyを算出する。 In step S406, the robot control unit 140 sets the distance x 2 calculated in step S404 as the amount of deviation Δx t in the X m direction between the origin O m of the moving coordinate system and the target point T (x t , y t). do. Further, based on the horizontal distance LT and the horizontal distance r screen2 acquired in step S402, the robot control unit 140 sets the origin O m and the target point T (x t , y) of the moving coordinate system according to the above equation (15). The amount of deviation Δy t in the Y m direction from t) is calculated.

ステップS408において、ロボット制御部140は、上記ステップS406で算出されたズレ量Δx,Δyに基づいて、水平位置調整機構14GのX軸モータM及びY軸モータMを駆動させるための制御信号を生成する。そして、ロボット制御部140は、生成した制御信号に基づいて、表示機構14Hの中心を原点OからそれぞれΔx,Δyだけ移動させるように、X軸モータM及びY軸モータMを駆動させる。これにより、スタンプ部Stの中心が目標点Tの直上へ移動される。 In step S408, the robot controller 140, the deviation amount [Delta] x t calculated in step S406, based on [Delta] y t, for driving the X axis motor M X and Y-axis motor M Y horizontal position adjusting mechanism 14G Generate a control signal. Then, the robot controller 140, based on the generated control signals, respectively [Delta] x t the center from the origin O m of the display mechanism 14H, so is moved by [Delta] y t, the X-axis motor M X and Y-axis motor M Y Drive. As a result, the center of the stamp portion St is moved directly above the target point T.

ステップS410において、ロボット制御部140は、Z軸モータMを制御して床面にスタンプ部Stを押し付けて押印を行うように、昇降機構14Iを制御する。これにより、墨出しのマーキングが完了する。 In step S410, the robot control unit 140 controls the elevating mechanism 14I so as to control the Z-axis motor M Z and press the stamp unit St against the floor surface to perform imprinting. This completes the marking of the marking.

以上説明したように、第1の実施形態では、墨出しロボットの目標位置へ向けて照射される垂直レーザに応じて、墨出しロボットの姿勢を制御する。また、目標位置へ向けて照射されるポイントレーザを用いて計測される第2のスクリーンまでの距離に基づいて、レーザ機器と墨出しロボットとの間の距離が所定の距離となるように、墨出しロボットを移動させるように制御する。そして、墨出しロボットを目標位置に位置決めする。これにより、簡易な構成により、墨出しロボットの位置決めを自動的に行うことができる。そして、墨出しロボットにより自動的に墨出しを行うことができる。 As described above, in the first embodiment, the posture of the marking robot is controlled according to the vertical laser irradiated toward the target position of the marking robot. In addition, based on the distance to the second screen measured by using the point laser irradiated toward the target position, the distance between the laser device and the marking robot becomes a predetermined distance. Control the delivery robot to move. Then, the marking robot is positioned at the target position. As a result, the marking robot can be automatically positioned with a simple configuration. Then, the marking robot can automatically perform marking.

また、2種類のレーザを用いて墨出しロボットを制御することにより、目標位置に対する墨出しロボットの向きと、目標位置と墨出しロボットとの間の距離とを考慮して、墨出しロボットの位置決めを自動的に行うことができる。 In addition, by controlling the marking robot using two types of lasers, the marking robot is positioned in consideration of the orientation of the marking robot with respect to the target position and the distance between the target position and the marking robot. Can be done automatically.

また、水平位置調整機構を用いて墨出しの位置を調整することにより、墨出しロボットの停止位置が目標位置からずれている場合であっても、目標位置に対する表示を精度良く行うことができる。 Further, by adjusting the marking position using the horizontal position adjusting mechanism, even if the stopping position of the marking robot deviates from the target position, the display with respect to the target position can be performed with high accuracy.

また、2種類のレーザを用いることにより、トータルステーション等の高価なシステム構成とせずに、墨出しロボットの位置決めを自動的に行うことができる。 Further, by using two types of lasers, it is possible to automatically position the marking robot without using an expensive system configuration such as a total station.

[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムについて説明する。なお、第2の実施の形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムの構成は、第1の実施の形態と同様の構成となるため、同一符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the guidance and positioning system for the moving body according to the second embodiment will be described. Since the configuration of the moving body guiding and positioning system according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof will be omitted.

第2の実施形態では、回転式レーザ照射器12Bが、2本のレーザを照射する点が、第1の実施形態と異なる。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the rotary laser irradiator 12B irradiates two lasers.

<第2の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムの構成> <Structure of the moving body guiding and positioning system according to the second embodiment>

図20に、第2の実施形態における回転式レーザ照射器12Bの構成の一例を示す。第2の実施形態における回転式レーザ照射器12Bは、制御機器10から出力された制御信号に応じて、レーザ照射部12Dから2本のレーザを照射する。2本のレーザは、床面に略平行であり、照射方向が同一であり、床面からの高さが異なる。また、第1の実施形態と同様に、回転式レーザ照射器12Bは、Z軸まわり(方位方向)に回転する回転台12Eと、制御機器10からの回転指示に関する制御信号に応じて回転台を回転させるモータ12Fとを備える。 FIG. 20 shows an example of the configuration of the rotary laser irradiator 12B in the second embodiment. The rotary laser irradiator 12B in the second embodiment irradiates two lasers from the laser irradiating unit 12D in response to the control signal output from the control device 10. The two lasers are substantially parallel to the floor surface, have the same irradiation direction, and differ in height from the floor surface. Further, as in the first embodiment, the rotary laser irradiator 12B has a rotary table 12E that rotates around the Z axis (direction direction) and a rotary table in response to a control signal related to a rotation instruction from the control device 10. It is provided with a rotating motor 12F.

図21は、第2の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステム200の構成の一例を示す図である。第2の実施形態では、測距用レーザがポイントレーザであり、姿勢測定用レーザが、回転式レーザ照射器12Bから照射される2本のレーザである。 FIG. 21 is a diagram showing an example of the configuration of the moving body guiding and positioning system 200 according to the second embodiment. In the second embodiment, the distance measuring laser is a point laser, and the attitude measuring laser is two lasers irradiated from the rotary laser irradiator 12B.

回転式レーザ照射器12Bから照射される2本のレーザが同一方向に照射され、かつ目標点Tへ向けて同様に走査される場合には、垂直レーザと同様に、墨出しロボット14の姿勢を特定することができる。そのため、第2の実施形態では、垂直レーザに替えて2本のレーザを姿勢測定用レーザとして用いる。 When the two lasers emitted from the rotary laser irradiator 12B are irradiated in the same direction and similarly scanned toward the target point T, the posture of the marking robot 14 is determined in the same manner as the vertical laser. Can be identified. Therefore, in the second embodiment, two lasers are used as the attitude measurement lasers instead of the vertical lasers.

なお、ポイントレーザは第2のスクリーン14B上に投影され、回転式レーザ照射器12Bから照射される2本のレーザは、第1のスクリーン14A上と第2のスクリーン14B上とに各々投影されるように、墨出しロボット14の各スクリーン位置や、3次元レーザ測定器12A及び回転式レーザ照射器12Bの高さは予め調整される。そのため、回転式レーザ照射器12Bから照射される2本のレーザは、例えば、図22に示されるように、第1のスクリーン14Aと第2のスクリーン14Bとに投影される。 The point laser is projected onto the second screen 14B, and the two lasers emitted from the rotary laser irradiator 12B are projected onto the first screen 14A and the second screen 14B, respectively. As described above, the position of each screen of the marking robot 14 and the heights of the three-dimensional laser measuring device 12A and the rotary laser irradiator 12B are adjusted in advance. Therefore, the two lasers emitted from the rotary laser irradiator 12B are projected onto the first screen 14A and the second screen 14B, for example, as shown in FIG.

具体的には、粗動フェーズのSTEP3において、制御機器10の制御部10Bは、墨出しロボット14の目標点Tへ向けて2本のレーザが走査されるように、回転式レーザ照射器12Bを制御する。そして、回転式レーザ照射器12Bは、制御部10Bの制御信号に応じて、目標点Tへ向けて2本のレーザを走査するように、2本のレーザを照射する。第2の実施形態の第2のスクリーン14Bにおける第2の画像は、図23に示されるようになる。なお、図23におけるxpointは、第2のスクリーン14Bの中心とポイントレーザの照射点との間の距離を表す。 Specifically, in STEP 3 of the coarse motion phase, the control unit 10B of the control device 10 sets the rotary laser irradiator 12B so that the two lasers are scanned toward the target point T of the marking robot 14. Control. Then, the rotary laser irradiator 12B irradiates the two lasers so as to scan the two lasers toward the target point T in response to the control signal of the control unit 10B. The second image on the second screen 14B of the second embodiment is as shown in FIG. Note that x point in FIG. 23 represents the distance between the center of the second screen 14B and the irradiation point of the point laser.

そして、制御機器10の制御部10Bは、2本のレーザの照射方向が目標点Tの方向と一致した場合に、回転運動を停止するように回転式レーザ照射器12Bを制御する。 Then, the control unit 10B of the control device 10 controls the rotary laser irradiator 12B so as to stop the rotational movement when the irradiation directions of the two lasers coincide with the directions of the target points T.

2本のレーザの照射方向が目標点Tの方向と一致した後は、粗動フェーズのSTEP4において、墨出しロボット14が移動する。そして、微動フェーズにおいて墨出しが行われる。 After the irradiation directions of the two lasers coincide with the directions of the target point T, the marking robot 14 moves in STEP 4 of the coarse motion phase. Then, marking is performed in the fine movement phase.

なお、第2の実施形態に係る移動体の誘導および位置決めシステムの他の構成及び作用については、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。 Since other configurations and operations of the moving body guiding and positioning system according to the second embodiment are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

以上説明したように、墨出しロボットの目標位置へ向けて照射される2本のレーザに応じて、墨出しロボットの姿勢を制御する。また、目標位置へ向けて照射されるポイントレーザを用いて計測される第2のスクリーンまでの距離に基づいて、レーザ機器と墨出しロボットとの間の距離が所定の距離となるように、墨出しロボットを移動させるように制御する。そして、墨出しロボットを目標位置に位置決めする。これにより、簡易な構成により、墨出しロボットの位置決めを自動的に行うことができる。 As described above, the posture of the marking robot is controlled according to the two lasers emitted toward the target position of the marking robot. In addition, based on the distance to the second screen measured by using the point laser irradiated toward the target position, the distance between the laser device and the marking robot becomes a predetermined distance. Control the delivery robot to move. Then, the marking robot is positioned at the target position. As a result, the marking robot can be automatically positioned with a simple configuration.

また、垂直レーザに替えて2本のポイントレーザを用いることで、レーザのエネルギーが垂直方向へ分散しにくくなるため、画像処理によるポイントレーザの投影位置検出が容易になる。 Further, by using two point lasers instead of the vertical lasers, the energy of the lasers is less likely to be dispersed in the vertical direction, so that the projection position of the point lasers can be easily detected by image processing.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記第1の実施形態では、移動体の誘導および位置決めシステムの構成が、図1に示されるような場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図24及び図25に示されるような構成としてもよい。 For example, in the first embodiment described above, the configuration of the guiding and positioning system for the moving body has been described as an example as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited thereto. For example, the configuration may be as shown in FIGS. 24 and 25.

例えば、上記第1の実施形態における3次元レーザ測定器12Aと回転式レーザ照射器12Bとを同期させて回転させるようにすることもできる。また、図24に示される変形例のように、3次元レーザ測定器12Aに対して回転式レーザ照射器12Bの機能を持たせるようにしてもよい。 For example, the three-dimensional laser measuring device 12A and the rotary laser irradiator 12B in the first embodiment can be rotated in synchronization with each other. Further, as in the modified example shown in FIG. 24, the three-dimensional laser measuring device 12A may be provided with the function of the rotary laser irradiator 12B.

上記第2の実施形態では、移動体の誘導および位置決めシステムの構成が、図21に示されるような場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図25に示される変形例のように、3次元レーザ測定器12Aに対して回転式レーザ照射器12Bの機能を持たせるようにしてもよい。 In the second embodiment, the configuration of the moving body guiding and positioning system has been described as an example as shown in FIG. 21, but the present invention is not limited to this, and is shown in FIG. 25, for example. As in the modified example, the three-dimensional laser measuring device 12A may be provided with the function of the rotary laser irradiator 12B.

また、上記第1の実施形態では、測距用レーザがポイントレーザであり、姿勢測定用レーザが垂直レーザである場合を例に説明し、上記第2の実施形態では、測距用レーザがポイントレーザであり、姿勢測定用レーザが2本のレーザである場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。測距用レーザ及び姿勢測定用レーザとして利用可能なレーザであれば、どのようなレーザを用いてもよい。 Further, in the first embodiment, the case where the distance measuring laser is a point laser and the attitude measurement laser is a vertical laser will be described as an example, and in the second embodiment, the distance measuring laser is a point. The case where the laser is a laser and the attitude measurement laser is two lasers has been described as an example, but the present invention is not limited to this. Any laser may be used as long as it can be used as a distance measuring laser and a posture measuring laser.

また、上記実施形態では、ロボット制御機器と制御機器とが上記図16〜19までの処理を実行する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ロボット制御機器が全ての処理を実行してもよいし、制御機器が全ての処理を実行してもよい。また、ロボット制御機器と制御機器との間で各処理を入れ替えてもよい。例えば、ロボット制御機器が、姿勢測定用レーザ及び測距用レーザを墨出しロボットの目標位置へ向けて照射させるようにレーザ機器を制御するレーザ制御部と、測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離を取得する計測部とを備えていてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the robot control device and the control device execute the processes shown in FIGS. 16 to 19 has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the robot control device may execute all the processes, or the control device may execute all the processes. Further, each process may be exchanged between the robot control device and the control device. For example, the robot control device is measured by using a laser control unit that controls the laser device so as to irradiate the attitude measurement laser and the distance measurement laser toward the target position of the marking robot, and the distance measurement laser. It may be provided with a measuring unit that acquires the distance to the laser reflection position.

また、移動体の誘導および位置決めシステムは、外部のサーバとの間で情報の通信を行うことにより、墨出しに関する情報を取得するようにしてもよい。例えば、外部のサーバには、目標点Tを表す目標位置情報を含む建物の3次元モデルが格納されている場合、制御機器10の制御部10Bは、建物の3次元モデルから目標位置情報を取得し、取得された目標位置情報に基づいて、目標点へ向けてポイントレーザを照射するようにレーザ機器12を制御してもよい。これにより、建物の3次元モデルに含まれる目標位置情報を用いて、墨出しロボットの位置決めを精度よく行うことができる。 In addition, the moving body guidance and positioning system may acquire information on marking by communicating information with an external server. For example, when the external server stores a three-dimensional model of the building including the target position information representing the target point T, the control unit 10B of the control device 10 acquires the target position information from the three-dimensional model of the building. Then, the laser device 12 may be controlled so as to irradiate the point laser toward the target point based on the acquired target position information. As a result, the marking robot can be accurately positioned by using the target position information included in the three-dimensional model of the building.

また、上記ではプログラムが記憶部(図示省略)に予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、プログラムは、CD−ROM、DVD−ROM及びマイクロSDカード等の記録媒体の何れかに記録されている形態で提供することも可能である。 Further, although the mode in which the program is stored (installed) in advance in the storage unit (not shown) has been described above, the program is recorded on any recording medium such as a CD-ROM, a DVD-ROM, or a micro SD card. It is also possible to provide it in the form in which it is provided.

10 制御機器
10A 通信部
10B 制御部
12 レーザ機器
12A 3次元レーザ測定器
12B 回転式レーザ照射器
12C レーザ照射部
12D レーザ照射部
12E 回転台
12F モータ
14 墨出しロボット
14A 第1のスクリーン
14B 第2のスクリーン
14C 第1のカメラ
14D 第2のカメラ
14E ロボット制御機器
14F 走行機構
14G 水平位置調整機構
14H 表示機構
14I 昇降機構
100,200 移動体の誘導および位置決めシステム
140 ロボット制御部
142 ロボット通信部
10 Control equipment 10A Communication unit 10B Control unit 12 Laser equipment 12A Three-dimensional laser measuring instrument 12B Rotary laser irradiator 12C Laser irradiation unit 12D Laser irradiation unit 12E Rotating table 12F Motor 14 Marking robot 14A First screen 14B Second Screen 14C 1st camera 14D 2nd camera 14E Robot control device 14F Travel mechanism 14G Horizontal position adjustment mechanism 14H Display mechanism 14I Lifting mechanism 100,200 Moving object guidance and positioning system 140 Robot control unit 142 Robot communication unit

Claims (6)

移動体の誘導および位置決め装置が実行する、移動体の誘導および位置決め方法であって、
前記位置決め装置が、
移動体の目標位置へ向けて照射される姿勢測定用レーザに応じて、前記移動体の姿勢を制御し、
前記目標位置へ向けて照射される測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、前記測距用レーザを照射するレーザ機器と前記移動体との間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させるように制御して、前記移動体を前記目標位置に位置決めし、
前記移動体に設けられた第1のスクリーンに照射された前記姿勢測定用レーザの画像を表す第1の画像と、前記移動体に設けられた第2のスクリーンに照射された前記姿勢測定用レーザの画像を表す第2の画像とに基づいて、前記第1のスクリーン内における前記姿勢測定用レーザの左右方向の位置と、前記第2のスクリーン内における前記姿勢測定用レーザの左右方向の位置とが一致するように、前記移動体の姿勢を制御し、
前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、前記レーザ機器と前記第2のスクリーンとの間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させるように制御する、
移動体の誘導および位置決め方法。
A method of guiding and positioning a moving body, which is performed by a moving body guiding and positioning device.
The positioning device
The posture of the moving body is controlled according to the attitude measurement laser emitted toward the target position of the moving body.
The distance between the laser device that irradiates the distance measuring laser and the moving body is determined based on the distance to the laser reflection position measured by the distance measuring laser that irradiates the target position. The moving body is controlled to move so as to have a distance of, and the moving body is positioned at the target position.
A first image showing an image of the posture measuring laser irradiated on a first screen provided on the moving body and a posture measuring laser irradiated on a second screen provided on the moving body. The lateral position of the posture measuring laser in the first screen and the lateral position of the posture measuring laser in the second screen based on the second image representing the image of. Control the posture of the moving body so that
Based on the distance to the laser reflection position measured by the distance measuring laser, the moving body is moved so that the distance between the laser device and the second screen becomes a predetermined distance. To control,
How to guide and position a moving object.
移動体の目標位置へ向けて照射される姿勢測定用レーザに応じて、前記移動体の姿勢を制御し、
前記目標位置へ向けて照射される測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、前記測距用レーザを照射するレーザ機器と前記移動体との間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させるように制御して、前記移動体を前記目標位置に位置決めする制御部
を備える移動体の誘導および位置決め装置であって、
前記制御部は、前記移動体に設けられた第1のスクリーンに照射された前記姿勢測定用レーザの画像を表す第1の画像と、前記移動体に設けられた第2のスクリーンに照射された前記姿勢測定用レーザの画像を表す第2の画像とに基づいて、前記第1のスクリーン内における前記姿勢測定用レーザの左右方向の位置と、前記第2のスクリーン内における前記姿勢測定用レーザの左右方向の位置とが一致するように、前記移動体の姿勢を制御し、
前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に基づいて、前記レーザ機器と前記第2のスクリーンとの間の距離が所定の距離となるように、前記移動体を移動させるように制御する、
移動体の誘導および位置決め装置
The posture of the moving body is controlled according to the attitude measurement laser emitted toward the target position of the moving body.
The distance between the laser device that irradiates the distance measuring laser and the moving body is determined based on the distance to the laser reflection position measured by the distance measuring laser that irradiates the target position. A moving body guiding and positioning device including a control unit that controls the moving body to move so as to have a distance of the moving body and positions the moving body at the target position .
The control unit irradiated the first image representing the image of the posture measuring laser irradiated on the first screen provided on the moving body and the second screen provided on the moving body. Based on the second image representing the image of the posture measurement laser, the position of the posture measurement laser in the left-right direction in the first screen and the posture measurement laser in the second screen. The posture of the moving body is controlled so that the position in the left-right direction matches.
Based on the distance to the laser reflection position measured by the distance measuring laser, the moving body is moved so that the distance between the laser device and the second screen becomes a predetermined distance. To control,
Moving body guidance and positioning device .
前記制御部は、前記レーザ機器と前記第2のスクリーンとの間の距離が所定の距離である場合、前記移動体を停止させるように制御し、前記移動体の停止位置に応じて前記目標位置に対する表示を行うように、前記移動体の表示機構を制御する、
請求項に記載の移動体の誘導および位置決め装置。
The control unit controls to stop the moving body when the distance between the laser device and the second screen is a predetermined distance, and the target position is determined according to the stop position of the moving body. Controls the display mechanism of the moving body so as to display the
The moving body guiding and positioning device according to claim 2.
姿勢測定用レーザ及び測距用レーザが照射されるように設置された第1のスクリーンと、
前記姿勢測定用レーザが照射されるように設置され、かつ、前記第1のスクリーンに対して上下方向に異なる位置であって、前記第1のスクリーンの法線方向に所定間隔隔てた位置に設置された第2のスクリーンと、
前記第1のスクリーンの画像を表す第1の画像を撮像する第1のカメラと、
前記第2のスクリーンの画像を表す第2の画像を撮像する第2のカメラと、
前記第1の画像、前記第2の画像、及び前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離に応じて制御される走行機構と、前記走行機構の走行結果に応じて目標位置に対する表示を行う表示機構と、
を備える移動体。
A first screen installed so that the attitude measurement laser and the distance measurement laser are irradiated, and
It is installed so that the attitude measurement laser is irradiated, and is installed at a position different in the vertical direction with respect to the first screen and at a predetermined interval in the normal direction of the first screen. With the second screen
A first camera that captures a first image representing the image of the first screen, and
A second camera that captures a second image that represents the image of the second screen, and
A traveling mechanism controlled according to the distance to the first image, the second image, and the laser reflection position measured by the distance measuring laser, and a target according to the traveling result of the traveling mechanism. A display mechanism that displays the position and
A mobile body equipped with.
姿勢測定用レーザ及び測距用レーザを照射するレーザ機器、
請求項に記載の移動体、及び
前記姿勢測定用レーザ及び前記測距用レーザを前記移動体の目標位置へ向けて照射させるように前記レーザ機器を制御するレーザ制御部と、
前記測距用レーザを用いて計測されるレーザ反射位置までの距離を取得する計測部と、を更に備える、請求項2〜請求項の何れか1項に記載の位置決め装置
を含む移動体の誘導および位置決めシステム。
Laser equipment that irradiates a laser for posture measurement and a laser for distance measurement,
A moving body according to claim 4 , a laser control unit that controls the laser device so as to irradiate the posture measuring laser and the ranging laser toward a target position of the moving body.
A moving body including the positioning device according to any one of claims 2 to 3 , further comprising a measuring unit for acquiring a distance to a laser reflection position measured by using the distance measuring laser. Guidance and positioning system.
前記位置決め装置の前記レーザ制御部は、目標位置情報を含む建物の3次元モデルから取得された前記目標位置情報に基づいて、前記目標位置へ向けて前記測距用レーザを照射するように前記レーザ機器を制御する、請求項に記載の位置決めシステム。 The laser control unit of the positioning device irradiates the ranging laser toward the target position based on the target position information acquired from the three-dimensional model of the building including the target position information. The positioning system according to claim 5 , which controls the device.
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